JPH10256189A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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JPH10256189A
JPH10256189A JP5362197A JP5362197A JPH10256189A JP H10256189 A JPH10256189 A JP H10256189A JP 5362197 A JP5362197 A JP 5362197A JP 5362197 A JP5362197 A JP 5362197A JP H10256189 A JPH10256189 A JP H10256189A
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JP
Japan
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film
silicon
layer
circuit device
integrated circuit
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Application number
JP5362197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Yamamoto
智志 山本
Takeo Shiba
健夫 芝
Takashi Uchino
俊 内野
Masami Nakada
眞佐美 中田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology by which the lowering of the operating speed of an MISFET(metal insulator semiconductor field effect transistor) associated with the refinement of the MISFET can be suppressed. SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an MISFET includes a process for forming a silicon layer 14A by the selective growth method on the upper surface of a silicon film 8 worked in the form of a gate electrode pattern, a process for coating the surface of the silicon layer 14A with a metallic film 15 having a high melting point, and a process for forming a silicide layer 16A by causing a reaction between the silicon in the silicon layer 14A and the metal in the metallic film 15 through silicifying annealing.

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、半導体集積回路装
置に関し、特に、MISFET(etal nsulator i
eld ffect ransistor)を有する半導体集積回路装置
に適用して有効な技術に関するものである。
The present invention relates to relates to a semiconductor integrated circuit device, in particular, MISFET (M etal I nsulator F i
when applied to a semiconductor integrated circuit device having a eld E ffect T ransistor) a technique effectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置に塔載されるMIS
FETは、集積度を高める目的として微細化の傾向にあ
る。しかし、MISFETの微細化は、ゲート長の縮小
によるゲート抵抗の増加を招き、動作速度の高速化を阻
害する要因となる。そこで、不純物が導入された多結晶
シリコン膜の表面上にこの多結晶シリコン膜に比べてシ
ート抵抗が低いシリサイド層を形成したポリサイド構造
でゲート電極を構成し、ゲート長の縮小によるゲート抵
抗の増加を抑制している。このポリサイド構造のゲート
電極を有するMISFETにおいては、サリサイド(Sa
licide:elf Aligned Silicide)技術を用いた製造
プロセスで形成される。以下、サリサイド技術を用いた
MISFETの製造プロセスを示す。
2. Description of the Related Art MIS mounted on a semiconductor integrated circuit device
FETs tend to be miniaturized for the purpose of increasing the degree of integration. However, the miniaturization of the MISFET causes an increase in gate resistance due to a reduction in gate length, which hinders an increase in operating speed. Therefore, the gate electrode is composed of a polycide structure in which a silicide layer having a lower sheet resistance than that of the polycrystalline silicon film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film into which impurities are introduced, and the gate resistance increases due to a reduction in gate length. Has been suppressed. In a MISFET having a gate electrode of this polycide structure, salicide (Sa
Licide: formed in the manufacturing process using the S elf Ali gned Sili cide) technology. Hereinafter, a manufacturing process of the MISFET using the salicide technique will be described.

【0003】まず、単結晶シリコン基板からなる半導体
基体の素子形成領域の主面にゲート絶縁膜を形成する。
First, a gate insulating film is formed on a main surface of an element formation region of a semiconductor substrate made of a single crystal silicon substrate.

【0004】次に、前記ゲート絶縁膜の表面上に不純物
が導入された多結晶シリコン膜を形成し、その後、前記
多結晶シリコン膜を所定のゲート電極パターン形状に加
工する。
Next, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced is formed on the surface of the gate insulating film, and thereafter, the polycrystalline silicon film is processed into a predetermined gate electrode pattern shape.

【0005】次に、前記ゲート電極パターン形状に加工
された多結晶シリコン膜を不純物導入用マスクとして使
用し、前記半導体基体の素子形成領域の主面部に不純物
を導入してソース領域及びドレイン領域である一対の半
導体領域(不純物拡散領域)を形成する。
Next, using the polycrystalline silicon film processed into the gate electrode pattern shape as an impurity introduction mask, an impurity is introduced into a main surface portion of an element formation region of the semiconductor substrate to form a source region and a drain region. A pair of semiconductor regions (impurity diffusion regions) are formed.

【0006】次に、前記多結晶シリコン膜のゲート長方
向における側壁面を絶縁膜からなるサイドウォールスペ
ーサで被覆する。サイドウォールスペーサは、半導体基
体の主面上に絶縁膜を形成した後、この絶縁膜に、その
膜厚に相当する分、異方性エッチングを施すことによっ
て形成される。
Next, a side wall surface of the polycrystalline silicon film in the gate length direction is covered with a side wall spacer made of an insulating film. The sidewall spacer is formed by forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate and then performing anisotropic etching on the insulating film by an amount corresponding to the film thickness.

【0007】次に、前記半導体基体の主面上の全面に高
融点金属膜を形成し、前記多結晶シリコン膜の上面上及
び一対の半導体領域の夫々の表面上を高融点金属膜で被
覆する。高融点金属膜としては例えばチタン(Ti)膜を
用いる。
Next, a refractory metal film is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate, and the upper surface of the polycrystalline silicon film and the respective surfaces of the pair of semiconductor regions are covered with the refractory metal film. . As the refractory metal film, for example, a titanium (Ti) film is used.

【0008】次に、シリサイド化アニールを行い、前記
多結晶シリコン膜のシリコンと高融点金属膜の金属とを
反応させてシリサイド層を形成すると共に、前記一対の
半導体領域の夫々のシリコンと高融点金属膜とを反応さ
せてシリサイド層を形成する。高融点金属膜がチタン膜
の場合はチタンシリサイド(TiSi2 )層が生成され
る。
Next, a silicidation anneal is performed to cause the silicon of the polycrystalline silicon film to react with the metal of the high melting point metal film to form a silicide layer. The silicide layer is formed by reacting with the metal film. When the refractory metal film is a titanium film, a titanium silicide (TiSi 2 ) layer is generated.

【0009】次に、前記シリサイド層が形成された領域
以外の未反応の高融点金属膜を選択的に除去することに
より、ポリサイド構造のゲート電極を有するMISFE
Tが形成される。
Next, by selectively removing the unreacted refractory metal film other than the region where the silicide layer is formed, a MISFE having a gate electrode of a polycide structure is formed.
T is formed.

【0010】なお、ポリサイド構造のゲート電極を有す
るMISFETについては、例えば1987年、アイ・
イー・ディー・エム、テクニカルダイジェスト、第84
1頁乃至第843頁(1987,IEDM,TECHNI
CAL DIGEST,pp.841〜847)に記載され
ている。
A MISFET having a gate electrode having a polycide structure is described in, for example,
EDM, Technical Digest, 84
Pages 1 to 843 (1987, IEDM, TECHNI
CAL DIGEST, pp. 841-847).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前記ポリサイド構造の
ゲート電極を有するMISFETにおいて、ゲート電極
のシリサイド層は、多結晶シリコン膜を所定のゲート電
極パターン形状に加工した後、このゲート電極パターン
形状からなる多結晶シリコン膜のシリコンと高融点金属
膜の金属とを反応させることによって形成されるので、
シリサイド層のゲート長方向の幅は多結晶シリコン膜の
ゲート長方向の幅で律則される。一方、ゲート電極パタ
ーン形状からなる多結晶シリコン膜のゲート長方向の幅
は、MISFETの微細化が進むにつれて縮小される。
つまり、多結晶シリコン膜のゲート長方向の幅の縮小に
伴ってシリサイド層のゲート長方向の幅も縮小されてし
まう。このため、微細化と共にゲート電極の抵抗が増加
し、MISFETの動作速度が低下する。
In the MISFET having the gate electrode of the polycide structure, the silicide layer of the gate electrode is formed by processing a polycrystalline silicon film into a predetermined gate electrode pattern shape and then forming the gate electrode pattern shape. Since it is formed by reacting the silicon of the polycrystalline silicon film with the metal of the refractory metal film,
The width of the silicide layer in the gate length direction is determined by the width of the polycrystalline silicon film in the gate length direction. On the other hand, the width of the polycrystalline silicon film having the gate electrode pattern shape in the gate length direction is reduced as the MISFET is miniaturized.
That is, as the width of the polycrystalline silicon film in the gate length direction decreases, the width of the silicide layer in the gate length direction also decreases. Therefore, the resistance of the gate electrode increases with miniaturization, and the operating speed of the MISFET decreases.

【0012】また、シリサイド層のうち、チタン膜を用
いて形成されたチタンシリサイド層は、タングステン膜
を用いて形成されたタングステンシリサイド(WSi2 )
層やモリブデン膜を用いて形成されたモリブデンシリサ
イド(MoSi2 )層に比べて低いシート抵抗が得られる
ので、ゲート電極のシリサイド材料として最適である。
しかしながら、チタンシリサイド層は、そのゲート長方
向の幅を徐々に縮小した場合、シート抵抗が0.5[μ
m]付近から急激に増加する。このため、チタンシリサ
イド層を用いてゲート電極を構成する場合、微細化と共
にゲート電極の抵抗が増加し、MISFETの動作速度
が低下する。
[0012] Among the silicide layers, a titanium silicide layer formed using a titanium film is a tungsten silicide (WSi 2 ) formed using a tungsten film.
Since a lower sheet resistance can be obtained as compared with a molybdenum silicide (MoSi 2 ) layer formed using a layer or a molybdenum film, it is most suitable as a silicide material for a gate electrode.
However, the titanium silicide layer has a sheet resistance of 0.5 [μ] when its width in the gate length direction is gradually reduced.
[m] rapidly increases. Therefore, when a gate electrode is formed using a titanium silicide layer, the resistance of the gate electrode increases with miniaturization, and the operating speed of the MISFET decreases.

【0013】なお、チタンシリサイド層については、例
えば、1992、Symposium on VLSI Technology
Digest of Technical Papers(第66頁〜第67頁)
に記載されている。
The titanium silicide layer is described in, for example, 1992, Symposium on VLSI Technology.
Digest of Technical Papers (pages 66 to 67)
It is described in.

【0014】本発明の目的は、微細化に伴うMISFE
Tの動作速度の低下を抑制することが可能な技術を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide a MISFE with miniaturization.
An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing a decrease in the operation speed of T.

【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0017】MISFETを有する半導体集積回路装置
の製造方法であって、ゲート電極パターン形状に加工さ
れたシリコン膜の上面上に選択成長法でシリコン層を形
成する工程と、前記シリコン層の表面を高融点金属膜で
被覆する工程と、シリサイド化アニールを行い、前記シ
リコン層のシリコンと高融点金属膜の金属とを反応させ
てシリサイド層を形成する工程を備える。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising the steps of: forming a silicon layer on the upper surface of a silicon film processed into a gate electrode pattern shape by a selective growth method; A step of coating with a melting point metal film and a step of performing silicidation annealing to form a silicide layer by reacting silicon of the silicon layer with a metal of the high melting point metal film.

【0018】上述した手段によれば、シリコン層のゲー
ト長方向の幅はシリコン膜のゲート長方向の幅に比べて
広くなるので、このシリコン層のシリコンと高融点金属
膜の金属との反応によって形成されるシリサイド層のゲ
ート長方向の幅もシリコン膜のゲート長方向の幅に比べ
て広くなる。従って、シリサイド層のゲート長方向の幅
をシリコン膜のゲート長方向の幅に比べて広げることが
できるので、シリコン膜のゲート長方向の幅が微細化に
伴って縮小されても、ゲート電極の抵抗の増加を抑制で
きる。この結果、微細化に伴うMISFETの動作速度
の低下を抑制することができる。
According to the above-described means, the width of the silicon layer in the gate length direction is larger than the width of the silicon film in the gate length direction, so that the silicon of the silicon layer reacts with the metal of the refractory metal film. The width of the formed silicide layer in the gate length direction is also wider than the width of the silicon film in the gate length direction. Therefore, the width of the silicide layer in the gate length direction can be increased as compared with the width of the silicon film in the gate length direction. The increase in resistance can be suppressed. As a result, a decrease in the operation speed of the MISFET due to miniaturization can be suppressed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0021】本発明の一実施形態である半導体集積回路
装置の概略構成を図1(要部断面図)に示す。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【0022】図1に示すように、本実施形態の半導体集
積回路装置は、半導体基体1を主体に構成されている。
半導体基体1は、例えば単結晶珪素からなるp型半導体
基板で形成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment is mainly composed of a semiconductor substrate 1.
The semiconductor substrate 1 is formed of, for example, a p-type semiconductor substrate made of single crystal silicon.

【0023】前記半導体基体1の素子形成領域の表面部
には、nチャネル導電型のMISFETQn及びpチャ
ネル導電型のMISFETQpが構成されている。nチ
ャネル導電型のMISFETQnが構成される半導体基
体1の表面部にはp型ウエル領域3が形成され、pチャ
ネル導電型のMISFETQpが構成される半導体基体
1の表面部にはn型ウエル領域2が形成されている。つ
まり、本実施形態の半導体集積回路装置は、この構造に
限定されないが、ツインウエル構造で構成されている。
An n-channel conductivity type MISFET Qn and a p-channel conductivity type MISFET Qp are formed on the surface of the element forming region of the semiconductor substrate 1. A p-type well region 3 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on which the n-channel conductive MISFET Qn is formed, and an n-type well region 2 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on which the p-channel conductive MISFET Qp is formed. Are formed. That is, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment is not limited to this structure, but has a twin-well structure.

【0024】前記nチャネル導電型のMISFETQn
は、フィールド絶縁膜(素子分離絶縁膜)4で周囲を囲
まれたp型ウエル領域3の表面部に構成されている。n
チャネル導電型のMISFETQnは、この構造に限定
されないが、しきい値電圧制御層6B、ゲート絶縁膜
7、ゲート電極G、ソース領域及びドレイン領域を主体
とする構造で構成されている。しきい値電圧制御層6B
はp型ウエル領域3の表面部に形成され、ゲート絶縁膜
7はp型ウエル領域3の表面上に形成され、ゲート電極
Gはゲート絶縁膜7の表面上に形成され、ソース領域及
びドレイン領域はp型ウエル領域3の表面部に形成され
ている。
The n-channel conductivity type MISFET Qn
Are formed on the surface of the p-type well region 3 surrounded by a field insulating film (element isolation insulating film) 4. n
The channel conductivity type MISFET Qn is not limited to this structure, but has a structure mainly composed of the threshold voltage control layer 6B, the gate insulating film 7, the gate electrode G, the source region and the drain region. Threshold voltage control layer 6B
Is formed on the surface of the p-type well region 3, the gate insulating film 7 is formed on the surface of the p-type well region 3, the gate electrode G is formed on the surface of the gate insulating film 7, and the source region and the drain region are formed. Are formed on the surface of the p-type well region 3.

【0025】前記pチャネル導電型のMISFETQp
は、フィールド絶縁膜4で周囲を囲まれたn型ウエル領
域2の表面部に構成されている。pチャネル導電型のM
ISFETQpは、この構造に限定されないが、しきい
値電圧制御層6A、ゲート絶縁膜7、ゲート電極G、ソ
ース領域及びドレイン領域を主体とする構造で構成され
ている。しきい値電圧制御層6Aはn型ウエル領域2の
表面部に形成され、ゲート絶縁膜7はn型ウエル領域2
の表面上に形成され、ゲート電極Gはゲート絶縁膜7の
表面上に形成され、ソース領域及びドレイン領域はn型
ウエル領域2の表面部に形成されている。
The p-channel conductive type MISFET Qp
Are formed on the surface of the n-type well region 2 surrounded by the field insulating film 4. M of p-channel conductivity type
The ISFET Qp is not limited to this structure, but has a structure mainly composed of the threshold voltage control layer 6A, the gate insulating film 7, the gate electrode G, the source region and the drain region. The threshold voltage control layer 6A is formed on the surface of the n-type well region 2, and the gate insulating film 7 is formed on the n-type well region 2.
The gate electrode G is formed on the surface of the gate insulating film 7, and the source and drain regions are formed on the surface of the n-type well region 2.

【0026】前記MISFETQn、MISFETQp
の夫々において、ゲート電極Gは、不純物が導入された
多結晶シリコン膜8の表面上に、この多結晶シリコン膜
8に比べてシート抵抗が低いシリサイド層としてチタン
シリサイド層(TiSix)16Aを形成したポリサイド
構造で構成されている。チタンシリサイド層16Aは、
チタン(Ti)とシリコン(Si)との反応によって形成さ
れる。チタンシリサイド層16Aは、タングステン(W)
とシリコン(Si)との反応によって形成されるタングス
テンシリサイド(WSix)層や、モリブデン(Mo)とシ
リコン(Si)との反応によって形成されるモリブデンシ
リサイド(MoSix)層に比べて低いシート抵抗が得ら
れるので、ゲート電極のシリサイド材料として最適であ
る。
The MISFET Qn, MISFET Qp
In each of the gate electrodes G, a titanium silicide layer (TiSix) 16A was formed as a silicide layer having a lower sheet resistance than that of the polycrystalline silicon film 8 on the surface of the polycrystalline silicon film 8 into which the impurity was introduced. It has a polycide structure. The titanium silicide layer 16A is
It is formed by a reaction between titanium (Ti) and silicon (Si). The titanium silicide layer 16A is made of tungsten (W).
Sheet resistance is lower than that of a tungsten silicide (WSix) layer formed by the reaction between silicon and silicon (Si) and a molybdenum silicide (MoSix) layer formed by the reaction of molybdenum (Mo) and silicon (Si). Therefore, it is most suitable as a silicide material for a gate electrode.

【0027】前記MISFETQn、MISFETQp
の夫々のゲート電極Gにおいて、チタンシリサイド層1
6Aのゲート長方向の幅は、多結晶シリコン膜8のゲー
ト長方向の幅に比べて広く形成されている。このチタン
シリサイド層16Aは、後で詳細に説明するが、ゲート
電極パターン形状に加工された多結晶シリコン膜8のゲ
ート長方向における側面を絶縁膜からなるサイドウォー
ルスペーサ11で被覆し、その後、多結晶シリコン膜8
の上面上に選択成長法でシリコン層を形成し、その後、
前記シリコン層の表面を高融点金属膜であるチタン膜で
被覆し、その後、シリサイド化アニールを行い、前記シ
リコン層のシリコンとチンタ膜のチタンとを反応させる
ことによって形成される。
The MISFET Qn, MISFET Qp
In each of the gate electrodes G, the titanium silicide layer 1
The width of the gate electrode 6A in the gate length direction is wider than the width of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction. As will be described later in detail, the titanium silicide layer 16A covers a side surface in the gate length direction of the polycrystalline silicon film 8 processed into a gate electrode pattern shape with a sidewall spacer 11 made of an insulating film. Crystalline silicon film 8
A silicon layer by selective growth on the top surface of
The silicon layer is formed by coating the surface of the silicon layer with a titanium film which is a high melting point metal film, and thereafter performing silicidation annealing to react silicon of the silicon layer with titanium of the tinta film.

【0028】前記MISFETQnにおいて、ソース領
域、ドレイン領域の夫々は、低不純物濃度のn型半導体
領域9、高不純物濃度のn+型半導体領域12及びチタン
シリサイド層16Bで構成されている。n型半導体領域
9、n+型半導体領域12の夫々はp型ウエル領域3の表
面部に形成され、チタンシリサイド層16Bはn+型半導
体領域12の表面上に形成されている。つまり、本実施
形態のMISFETQnは、ドレイン領域のチャネル形
成領域側の一部がその他の領域の不純物濃度に比べて低
い不純物濃度に設定されたLDD(ightly oped r
ain)構造で構成されている。
In the MISFET Qn, each of the source region and the drain region includes a low impurity concentration n-type semiconductor region 9, a high impurity concentration n + type semiconductor region 12, and a titanium silicide layer 16B. Each of the n-type semiconductor region 9 and the n + -type semiconductor region 12 is formed on the surface of the p-type well region 3, and the titanium silicide layer 16B is formed on the surface of the n + -type semiconductor region 12. That, MISFET Qn of the present embodiment, LDD part of the channel forming region side of the drain region is set to a low impurity concentration than the impurity concentration of the other region (L ightly D oped D r
ain) It has a structure.

【0029】前記MISFETQpにおいて、ソース領
域、ドレイン領域の夫々は、低不純物濃度のp型半導体
領域10、高不純物濃度のp+型半導体領域13及びチタ
ンシリサイド層16Bで構成されている。p型半導体領
域10、p+型半導体領域13の夫々はn型ウエル領域2
の表面部に形成され、チタンシリサイド層16Bはp+型
半導体領域12の表面上に形成されている。つまり、本
実施形態のMISFETQpは、MISFETQnと同
様のLDD構造で構成されている。
In the MISFET Qp, each of the source region and the drain region comprises a low impurity concentration p-type semiconductor region 10, a high impurity concentration p + type semiconductor region 13, and a titanium silicide layer 16B. Each of the p-type semiconductor region 10 and the p + -type semiconductor region 13 is an n-type well region 2
And the titanium silicide layer 16B is formed on the surface of the p + type semiconductor region 12. That is, the MISFET Qp of the present embodiment has the same LDD structure as the MISFET Qn.

【0030】前記MISFETQn、MISFETQp
の夫々において、シリサイド層16Bの夫々のゲート長
方向の幅は、各半導体領域(n+型半導体領域12、p+型
半導体領域13)のゲート長方向の幅に比べて広く形成
されている。このチタンシリサイド層16Bは、後で詳
細に説明するが、各半導体領域の表面上に選択酸化法で
シリコン層を形成し、その後、前記シリコン層を高融点
金属膜であるチタン膜で被覆し、その後、シリサイド化
アニールを行い、前記シリコン層のシリコンとチンタ膜
のチタンとを反応させることによって形成される。
The MISFET Qn, MISFET Qp
In each of the above, the width in the gate length direction of each silicide layer 16B is formed to be wider than the width in the gate length direction of each semiconductor region (the n + type semiconductor region 12 and the p + type semiconductor region 13). The titanium silicide layer 16B will be described in detail later, but a silicon layer is formed on the surface of each semiconductor region by a selective oxidation method, and then the silicon layer is covered with a titanium film which is a high melting point metal film. Thereafter, silicidation annealing is performed to form silicon by reacting silicon of the silicon layer with titanium of the tinta film.

【0031】前記MISFETQn、MISFETQp
の夫々において、ゲート電極Gの多結晶シリコン膜8の
ゲート長方向における側面は絶縁膜からなるサイドウォ
ールスペーサ11で被覆されている。このサイドウォー
ルスペーサ11は、多結晶シリコン膜8の上面上を露出
し、かつその側面の上側部分を露出する形状で形成され
ている。
The MISFET Qn, MISFET Qp
In each of the above, the side surface in the gate length direction of the polycrystalline silicon film 8 of the gate electrode G is covered with a sidewall spacer 11 made of an insulating film. The sidewall spacer 11 is formed in a shape exposing the upper surface of the polycrystalline silicon film 8 and exposing the upper portion of the side surface.

【0032】前記MISFETQnの一方のチタンシリ
サイド層16B、他方のチタンシリサイド層16Bの夫
々には、層間絶縁膜17に形成された接続孔17Aを通
して配線18が電気的に接続されている。また、前記M
ISFETQpの一方のチタンシリサイド層16B、他
方のチタンシリサイド層16Bの夫々には、層間絶縁膜
17に形成された接続孔17Bを通して配線18が電気
的に接続されている。これらの配線18は例えばアルミ
ニウム合金膜で形成されている。
A wiring 18 is electrically connected to each of the one titanium silicide layer 16B and the other titanium silicide layer 16B of the MISFET Qn through a connection hole 17A formed in the interlayer insulating film 17. In addition, the M
A wiring 18 is electrically connected to one of the titanium silicide layers 16B and the other titanium silicide layer 16B of the ISFET Qp through connection holes 17B formed in the interlayer insulating film 17. These wirings 18 are formed of, for example, an aluminum alloy film.

【0033】次に、前述の半導体集積回路装置の製造方
法について、図2乃至図6(製造方法を説明するための
要部断面図)を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the above-described semiconductor integrated circuit device will be described with reference to FIGS. 2 to 6 (a cross-sectional view of a main part for describing the manufacturing method).

【0034】まず、単結晶珪素からなるp型半導体基板
で形成された半導体基体1を用意する。
First, a semiconductor substrate 1 formed of a p-type semiconductor substrate made of single crystal silicon is prepared.

【0035】次に、前記半導体基体1の素子形成領域の
表面部にn型ウエル領域2、p型ウエル領域3の夫々を
形成する。
Next, an n-type well region 2 and a p-type well region 3 are formed on the surface of the element forming region of the semiconductor substrate 1.

【0036】次に、周知の選択酸化法を使用し、前記半
導体基体1の素子分離領域の表面上に酸化珪素膜からな
るフィールド絶縁膜4を形成する。フィールド絶縁膜4
は例えば400[nm]程度の膜厚で形成する。
Next, a field insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on the surface of the element isolation region of the semiconductor substrate 1 by using a known selective oxidation method. Field insulating film 4
Is formed to a thickness of, for example, about 400 [nm].

【0037】次に、前記n型ウエル領域2の表面部にイ
オン打込み法でp型不純物を導入してしきい値電圧制御
層6Aを形成すると共に、前記p型ウエル領域3の表面
部にイオン打込み法でn型不純物を導入してしきい値電
圧制御層6Bを形成する。
Next, a p-type impurity is introduced into the surface of the n-type well region 2 by ion implantation to form a threshold voltage control layer 6A. The threshold voltage control layer 6B is formed by introducing an n-type impurity by the implantation method.

【0038】次に、前記n型ウエル領域2、p型ウエル
領域3の夫々の表面上に熱酸化珪素膜からなるゲート絶
縁膜7を形成する。ゲート絶縁膜7は例えば6.5[n
m]程度の膜厚で形成する。ここまでの工程を図2に示
す。
Next, a gate insulating film 7 made of a thermal silicon oxide film is formed on each surface of the n-type well region 2 and the p-type well region 3. The gate insulating film 7 is, for example, 6.5 [n].
m]. The steps so far are shown in FIG.

【0039】次に、前記ゲート絶縁膜7の表面上を含む
半導体基体1の表面上の全面にn型不純物(例えば燐)が
導入された多結晶シリコン膜を形成し、その後、前記多
結晶シリコン膜をゲート電極パターン形状に加工して、
ゲート絶縁膜7の表面上にゲート電極パターン形状の多
結晶シリコン膜8を形成する。多結晶シリコン膜8のゲ
ート長方向の幅LはMISFETのゲート長を規定す
る。多結晶シリコン膜8のゲート長方向の幅LはMIS
FETの微細化に伴って縮小される。
Next, a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, phosphorus) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 including the surface of the gate insulating film 7, and thereafter, the polycrystalline silicon film is formed. Process the film into a gate electrode pattern shape,
A polycrystalline silicon film 8 having a gate electrode pattern is formed on the surface of the gate insulating film 7. The width L of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction defines the gate length of the MISFET. The width L of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction is MIS
It is reduced with miniaturization of FET.

【0040】次に、前記多結晶シリコン膜8を不純物導
入用マスクとして使用し、前記p型ウエル領域3の表面
部にイオン打込み法でn型不純物(例えば燐)を選択的に
導入して、ソース領域及びドレイン領域である一対のn
型半導体領域9を形成する。
Next, using the polycrystalline silicon film 8 as a mask for introducing impurities, an n-type impurity (for example, phosphorus) is selectively introduced into the surface of the p-type well region 3 by ion implantation. A pair of n that is a source region and a drain region
A type semiconductor region 9 is formed.

【0041】次に、前記多結晶シリコン膜8を不純物導
入用マスクとして使用し、前記n型ウエル領域2の表面
部にイオン打込み法でp型不純物(例えば硼素)を選択的
に導入して、ソース領域及びドレイン領域である一対の
p型半導体領域10を形成する。ここまでの工程を図3
に示す。なお、一対のp型半導体領域10の形成は、一
対のn型半導体領域9を形成する工程の前に行ってもよ
い。
Next, a p-type impurity (for example, boron) is selectively introduced into the surface of the n-type well region 2 by ion implantation using the polycrystalline silicon film 8 as a mask for introducing impurities. A pair of p-type semiconductor regions 10, which are a source region and a drain region, are formed. The process up to this point is shown in FIG.
Shown in The formation of the pair of p-type semiconductor regions 10 may be performed before the step of forming the pair of n-type semiconductor regions 9.

【0042】次に、前記多結晶シリコン膜8のゲート長
方向における側面を絶縁膜からなるサイドウォールスペ
ーサ11で被覆する。サイドウォールスペーサ11は、
シリコン層8の上面を露出し、かつその側面の上側部分
を露出する形状で形成する。このサイドウォールスペー
サ11は、多結晶シリコン膜8の上面上を含む半導体基
体1の表面上の全面に例えば酸化珪素膜からなる絶縁膜
を形成し、その後、前記絶縁膜にRIE(eactive o
n tching)等の異方性エッチングを施すことによって
形成される。
Next, the side surface of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction is covered with a sidewall spacer 11 made of an insulating film. The side wall spacer 11
The silicon layer 8 is formed in such a shape that the upper surface is exposed and the upper part of the side surface is exposed. The sidewall spacers 11, an insulating film is formed consisting of the entire surface, for example, a silicon oxide film on the surface of the semiconductor substrate 1 including on the upper surface of the polycrystalline silicon film 8, then, the insulating film RIE (R eactive I o
formed by anisotropic etching of the n E tching) or the like.

【0043】次に、前記多結晶シリコン膜8及びサイド
ウォールスペーサ11を不純物導入用マスクとして使用
し、前記n型半導体領域9の表面部にイオン打込み法で
n型不純物(例えば砒素)を選択的に導入して、ソース領
域及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域12を
形成する。
Next, using the polycrystalline silicon film 8 and the sidewall spacers 11 as a mask for introducing impurities, an n-type impurity (for example, arsenic) is selectively implanted into the surface of the n-type semiconductor region 9 by ion implantation. To form a pair of n + -type semiconductor regions 12 that are a source region and a drain region.

【0044】次に、前記多結晶シリコン膜8及びサイド
ウォールスペーサ11を不純物導入用マスクとして使用
し、前記p型半導体領域10の表面部にイオン打込み法
でp型不純物(例えば硼素)を選択的に導入して、ソース
領域及びドレイン領域である一対のp+型半導体領域13
を形成する。
Next, using the polycrystalline silicon film 8 and the sidewall spacers 11 as a mask for introducing impurities, a p-type impurity (for example, boron) is selectively implanted into the surface of the p-type semiconductor region 10 by ion implantation. And a pair of p + -type semiconductor regions 13 serving as a source region and a drain region.
To form

【0045】次に、自然酸化膜等の膜を除去し、前記サ
イドウォールスペーサ11で被覆された領域以外の多結
晶シリコン膜8の表面(上面及び側面の上側部分)を露出
させると共に、前記n+型半導体領域12、p+型半導体領
域13の夫々の表面を露出させる。ここまでの工程を図
4に示す。なお、前記一対のp+型半導体領域13の形成
は、一対のn+型半導体領域12を形成する工程の前に行
ってもよい。
Next, a film such as a natural oxide film is removed to expose the surface (upper portion of the upper surface and side surface) of the polycrystalline silicon film 8 other than the region covered with the side wall spacers 11 and to remove the n + The respective surfaces of the type semiconductor region 12 and the p + type semiconductor region 13 are exposed. The steps so far are shown in FIG. The formation of the pair of p + -type semiconductor regions 13 may be performed before the step of forming the pair of n + -type semiconductor regions 12.

【0046】次に、選択成長法を使用し、前記多結晶シ
リコン膜8の上面上にシリコン層14Aを選択的に形成
すると共に、前記一対のn+型半導体領域12、一対のp+
型半導体領域13の夫々の表面上にシリコン層14Bを
選択的に形成する。これらのシリコン層14A、シリコ
ン層14Bの夫々は、反応ガスとしてジクロルシラン
(SiH2Cl2)を用いたLPCVD(ow ressure
hemical apor eposition)法で形成される。具体的
には、800[℃]程度の水素雰囲気中にジクロルシラ
ンを流すことによって形成される。この工程において、
シリコン層14Aは、多結晶シリコン膜8の上面からそ
の上方に向って成長すると共に、ゲート長方向に向って
成長するので、シリコン層14Aのゲート長方向の幅は
多結晶シリコン膜8のゲート長方向の幅に比べて広くな
る。また、多結晶シリコン層8のゲート長方向における
側面の上側部分はサイドウォールスペーサ11から露出
されているので、多結晶シリコン膜8の側面の上側部分
からそのゲート長方向に向ってシリコン層14Aが成長
する。即ち、多結晶シリコン膜8のゲート長方向におけ
る側面の上側部分をサイドウォールスペーサ11から露
出させることにより、多結晶シリコン膜8の側面の上側
部分からそのゲート長方向に向ってシリコン層14Aが
成長するので、シリコン層14Aのゲート長方向の幅は
更に広くなる。また、この工程において、シリコン層1
4Bは、各半導体領域(n+型半導体領域12、p+型半導
体領域13)の表面からその上方に向って成長すると共
に、ゲート長方向に向って成長するので、シリコン層1
4Bのゲート長方向の幅は各半導体領域のゲート長方向
の幅に比べて広くなる。ここまでの工程を図5に示す。
Next, using a selective growth method, a silicon layer 14A is selectively formed on the upper surface of the polycrystalline silicon film 8, and the pair of n + -type semiconductor regions 12 and the pair of p +
A silicon layer 14B is selectively formed on each surface of the mold semiconductor region 13. Each of these silicon layers 14A and 14B is made of dichlorosilane as a reaction gas.
LPCVD using (SiH 2 Cl 2) (L ow P ressure C
formed by hemical V apor D eposition) process. Specifically, it is formed by flowing dichlorosilane in a hydrogen atmosphere of about 800 ° C. In this process,
The silicon layer 14A grows upward from the upper surface of the polycrystalline silicon film 8 and grows in the gate length direction, so that the width of the silicon layer 14A in the gate length direction is equal to the gate length of the polycrystalline silicon film 8. It is wider than the width in the direction. Further, since the upper portion of the side surface of the polysilicon layer 8 in the gate length direction is exposed from the sidewall spacer 11, the silicon layer 14A is formed from the upper portion of the side surface of the polysilicon film 8 in the gate length direction. grow up. That is, by exposing the upper portion of the side surface of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction from the sidewall spacer 11, the silicon layer 14A grows from the upper portion of the side surface of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction. Therefore, the width of the silicon layer 14A in the gate length direction is further increased. In this step, the silicon layer 1
4B grows from the surface of each semiconductor region (n + type semiconductor region 12, p + type semiconductor region 13) upward and in the gate length direction.
The width of 4B in the gate length direction is wider than the width of each semiconductor region in the gate length direction. The steps so far are shown in FIG.

【0047】次に、前記半導体基体1の表面上の全面に
高融点金属膜としてチタン膜15を形成し、シリコン層
14A、シリコン層14Bの夫々の表面をチタン15で
被覆する。
Next, a titanium film 15 is formed as a refractory metal film on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and the respective surfaces of the silicon layers 14A and 14B are covered with titanium 15.

【0048】次に、シリサイド化アニールを行い、前記
シリコン層14Aのシリコンとチタン膜15の金属とを
反応させてシリサイド層16Aを形成すると共に、前記
シリコン層14Bのシリコンとチタン膜15の金属とを
反応させてシリサイド層16Bを形成する。この工程に
おいて、シリコン層14Aのゲート長方向の幅は多結晶
シリコン膜8のゲート長方向の幅に比べて広くなってい
るので、シリコン層14Aのシリコンとチタン膜15の
チタンとの反応によって形成されるチタンシリサイド層
16Aのゲート長方向の幅は多結晶シリコン膜8のゲー
ト長方向の幅に比べて広くなる。また、この工程におい
て、シリコン層14Bのゲート長方向の幅は各半導体領
域(n+型半導体領域12、p+型半導体領域13)のゲー
ト長方向の幅に比べて広くなっているので、シリコン層
14Bのシリコンとチタン膜15のチタンとの反応によ
って形成されるチタンシリサイド層16Bのゲート長方
向の幅は各半導体領域のゲート長方向の幅に比べて広く
なる。ここまでの工程を図6に示す。
Next, silicidation annealing is performed to cause the silicon of the silicon layer 14A to react with the metal of the titanium film 15 to form a silicide layer 16A, and the silicon of the silicon layer 14B and the metal of the titanium film 15 To form a silicide layer 16B. In this step, since the width of the silicon layer 14A in the gate length direction is larger than the width of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction, the silicon layer 14A is formed by the reaction between the silicon of the silicon layer 14A and the titanium of the titanium film 15. The width of the titanium silicide layer 16A in the gate length direction becomes wider than the width of the polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction. In this step, the width of the silicon layer 14B in the gate length direction is larger than the width of each semiconductor region (the n + type semiconductor region 12 and the p + type semiconductor region 13) in the gate length direction. The width in the gate length direction of the titanium silicide layer 16B formed by the reaction between the silicon and the titanium of the titanium film 15 is larger than the width in the gate length direction of each semiconductor region. The steps so far are shown in FIG.

【0049】次に、前記チタンシリサイド層16A、チ
タンシリサイド層16Bの夫々が形成された領域以外の
未反応のチタン膜15を選択的に除去する。この工程に
より、ポリサイド構造のゲート電極Gを有するMISF
ETQn及びMISFETQpが形成される。
Next, the unreacted titanium film 15 other than the regions where the titanium silicide layers 16A and 16B are formed is selectively removed. By this step, the MISF having the gate electrode G having the polycide structure is formed.
ETQn and MISFETQp are formed.

【0050】次に、図1に示すように、層間絶縁膜1
7、接続孔17A、配線18の夫々を順次形成する。こ
の後、図示していないが、最終保護膜を形成し、この最
終保護膜にボンディング開口を形成することにより、本
実施形態の半導体集積回路装置がほぼ完成する。
Next, as shown in FIG.
7, the connection hole 17A and the wiring 18 are sequentially formed. Thereafter, although not shown, a final protective film is formed, and a bonding opening is formed in the final protective film, whereby the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment is almost completed.

【0051】このように、本実施形態によれば、以下の
作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0052】(1)MISFETQn(又はQp)を有す
る半導体集積回路装置の製造方法であって、ゲート電極
パターン形状に加工されたシリコン膜8の上面上に選択
成長法でシリコン層14Aを形成する工程と、前記シリ
コン層14Aの表面をチタン膜15で被覆する工程と、
シリサイド化アニールを行い、前記シリコン層14Aの
シリコンとチタン膜15のチタンとを反応させてシリサ
イド層を形成する工程を備える。
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having MISFETs Qn (or Qp), wherein a silicon layer 14A is formed by selective growth on the upper surface of a silicon film 8 processed into a gate electrode pattern shape. Covering the surface of the silicon layer 14A with a titanium film 15;
A step of performing silicidation annealing and reacting silicon of the silicon layer 14A with titanium of the titanium film 15 to form a silicide layer.

【0053】この構成により、シリコン層14Aのゲー
ト長方向の幅はシリコン膜8のゲート長方向の幅に比べ
て広くなるので、このシリコン層14Aのシリコンとチ
タン膜15の金属との反応によって形成されるチタンシ
リサイド層16Aのゲート長方向の幅もシリコン膜8の
ゲート長方向の幅に比べて広くなる。従って、チタンシ
リサイド層16Aのゲート長方向の幅をシリコン膜8の
ゲート長方向の幅に比べて広げることができるので、シ
リコン膜8のゲート長方向の幅が微細化に伴って縮小さ
れても、ゲート電極Gの抵抗の増加を抑制できる。この
結果、微細化に伴うMISFETQn(又はQp)の動作
速度の低下を抑制することができる。
According to this configuration, the width of the silicon layer 14A in the gate length direction is larger than the width of the silicon film 8 in the gate length direction, so that the silicon layer 14A is formed by the reaction between the silicon of the silicon layer 14A and the metal of the titanium film 15. The width of the titanium silicide layer 16A to be formed in the gate length direction is also wider than the width of the silicon film 8 in the gate length direction. Therefore, the width of the titanium silicide layer 16A in the gate length direction can be increased as compared with the width of the silicon film 8 in the gate length direction. Therefore, even if the width of the silicon film 8 in the gate length direction is reduced with miniaturization. In addition, an increase in the resistance of the gate electrode G can be suppressed. As a result, a decrease in the operating speed of the MISFET Qn (or Qp) due to miniaturization can be suppressed.

【0054】また、チタンシリサイド層16Aのゲート
長方向の幅をシリコン膜8のゲート長方向の幅に比べて
広げることができるので、多結晶シリコン膜8のゲート
長方向の幅を0.5[μm]以下に設定し、チタンシリ
サイド層16Aのゲート長方向の幅を0.5[μm]以
上に設定することが可能となる。従って、チタンシリサ
イド層16Aのシート抵抗の増加を受けることなく、M
ISFETQnの微細化を図ることができる。
Further, the width of the titanium silicide layer 16A in the gate length direction can be increased as compared with the width of the silicon film 8 in the gate length direction. μm] or less, and the width of the titanium silicide layer 16A in the gate length direction can be set to 0.5 μm or more. Therefore, the MSi is not affected by the increase in the sheet resistance of the titanium silicide layer 16A.
The size of the ISFET Qn can be reduced.

【0055】(2)前記シリコン膜8の上面上に選択成
長法でシリコン層14Aを形成する工程の前に、ゲート
電極パターン形状に加工されたシリコン膜8のゲート長
方向における側面をサイドウォールスペーサ11で被覆
する工程を備える。前記サイドウォールスペーサ11
は、前記シリコン膜8の上面を露出し、かつその側面の
上側部分を露出する形状で形成する。
(2) Before the step of forming the silicon layer 14A on the upper surface of the silicon film 8 by the selective growth method, the side surface in the gate length direction of the silicon film 8 processed into the gate electrode pattern shape is formed as a sidewall spacer. 11 is provided. The sidewall spacer 11
Is formed so that the upper surface of the silicon film 8 is exposed and the upper part of the side surface is exposed.

【0056】この構成により、多結晶シリコン膜8の側
面の上側部分からそのゲート長方向に向ってシリコン層
14Aが成長するので、シリコン層14Aのゲート長方
向の幅は更に広くなる。従って、チタンシリサイド層1
6Aのゲート長方向の幅をシリコン膜8のゲート長方向
の幅に比べて更に広げることができるので、微細化に伴
うMISFETQn(又はQp)の動作速度の低下を更
に抑制することができる。
According to this configuration, silicon layer 14A grows from the upper side of the side surface of polycrystalline silicon film 8 in the gate length direction, so that the width of silicon layer 14A in the gate length direction is further increased. Therefore, the titanium silicide layer 1
Since the width of the gate electrode 6A in the gate length direction can be further increased as compared with the width of the silicon film 8 in the gate length direction, a decrease in the operation speed of the MISFET Qn (or Qp) due to miniaturization can be further suppressed.

【0057】(3)MISFETQn(又はQp)を有す
る半導体集積回路装置の製造方法であって、シリコンか
らなる半導体基体1の表面上にゲート絶縁膜7を介在し
てゲート電極パターン形状のシリコン膜8を形成する工
程と、前記シリコン膜8のゲート長方向における側面を
サイドウォールスペーサ11で被覆する工程と、前記多
結晶シリコン膜8及びサイドウォールスペーサ11を不
純物導入用マスクとして使用し、前記半導体基体1の表
面部に不純物を導入して、ソース領域及びドレイン領域
である一対のn+型半導体領域12(又はp型半導体領域
13)を形成する工程と、前記一対のn+型半導体領域1
2の夫々の表面上に選択成長法でシリコン層14Bを形
成する工程と、前記シリコン層14Bの表面をチタン膜
15で被覆する工程と、シリサイド化アニールを行い、
前記シリコン層14Bのシリコンとチタン膜15のチタ
ンとを反応させてチタンシリサイド層16Bを形成する
工程を備える。
(3) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having MISFETs Qn (or Qp), wherein a silicon film 8 having a gate electrode pattern is formed on a surface of a semiconductor substrate 1 made of silicon with a gate insulating film 7 interposed. Forming a silicon substrate, covering a side surface of the silicon film 8 in the gate length direction with a side wall spacer 11, and using the polycrystalline silicon film 8 and the side wall spacer 11 as a mask for introducing impurities. Forming a pair of n + -type semiconductor regions 12 (or p-type semiconductor regions 13) as a source region and a drain region by introducing an impurity into the surface portion of the n + -type semiconductor region 1;
Forming a silicon layer 14B on each surface of the silicon layer 14B by a selective growth method, covering the surface of the silicon layer 14B with a titanium film 15, and performing silicidation annealing.
Forming a titanium silicide layer 16B by reacting silicon of the silicon layer 14B with titanium of the titanium film 15;

【0058】この構成により、シリコン層14Bのゲー
ト長方向の幅はn+型半導体領域12のゲート長方向の幅
に比べて広くなるので、このシリコン層14Bのシリコ
ンとチタン膜15のチタンとの反応によって形成される
チタンシリサイド層16Bのゲート長方向の幅もn+型半
導体領域12のゲート長方向の幅に比べて広くなる。従
って、チタンシリサイド層16Bのゲート長方向の幅を
n+型半導体領域12のゲート長方向の幅に比べて広げる
ことができるので、n+型半導体領域12のゲート長方向
の幅が微細化に伴って縮小されても、ソース領域及びド
レイン領域の抵抗の増加を抑制できる。この結果、微細
化に伴うMISFETQn(又はQp)の動作速度の低下
を抑制することができる。
According to this structure, the width of the silicon layer 14B in the gate length direction is larger than the width of the n + type semiconductor region 12 in the gate length direction. The width of the titanium silicide layer 16B formed in the gate length direction is also larger than the width of the n + type semiconductor region 12 in the gate length direction. Therefore, the width of the titanium silicide layer 16B in the gate length direction is reduced.
Since the width of the n + type semiconductor region 12 in the gate length direction can be increased as compared with the width of the n + type semiconductor region 12, even if the width of the n + type semiconductor region 12 in the gate length direction is reduced with miniaturization, the resistance of the source region and the drain region is reduced. Increase can be suppressed. As a result, a decrease in the operating speed of the MISFET Qn (or Qp) due to miniaturization can be suppressed.

【0059】また、チタンシリサイド層16Bは、n+型
半導体領域12の表面上に形成されたシリコン層14B
とチタン膜15との反応によって形成されるので、n+型
半導体領域12の不純物がチタンシリサイド層16Bに
吸収されることはない。従って、n+型半導体領域12の
シート抵抗の低下を抑制できる。
The titanium silicide layer 16 B is formed on the silicon layer 14 B formed on the surface of the n + type semiconductor region 12.
Is formed by the reaction between the n + -type semiconductor region 12 and the titanium film 15, so that the impurities in the n + -type semiconductor region 12 are not absorbed by the titanium silicide layer 16B. Therefore, a decrease in the sheet resistance of the n + type semiconductor region 12 can be suppressed.

【0060】なお、本実施形態は、シリコン層14A、
14Bの夫々とチタン膜15とを反応させてチタンシリ
サイド層16A、16Bの夫々を形成する場合について
説明したが、コバルト(Co)膜、タングステン(W)膜、
モリブデン(Mo)膜のうちのいずれかの高融点金属膜を
用い、これらの高融点金属膜の金属とシリコン層のシリ
コンとを反応させてシリサイド層(CoSix層,WS
ix層,MoSix層)を形成してもよい。
In this embodiment, the silicon layer 14A,
The case where each of the titanium silicide layers 16A and 16B is formed by reacting each of the titanium silicide layers 15 with the respective titanium silicide layers 16A and 16B has been described, but a cobalt (Co) film, a tungsten (W) film,
Using any one of the high melting point metal films of the molybdenum (Mo) film, the metal of these high melting point metal films reacts with the silicon of the silicon layer to form a silicide layer (CoSix layer, WS
ix layer, MoSix layer).

【0061】また、本実施形態は、MISFETQn、
Qpの夫々をLDD構造で構成した場合について説明し
たが、MISFETQn、Qpの夫々は、シングル・ド
レイン構造で構成してもよい。この場合、多結晶珪素膜
8のゲート長方向における側面をサイドウォールスペー
サで被覆した後、n型半導体領域9、p型半導体領域1
0の夫々の表面上に選択成長法でシリコン層14Bを形
成する。
In this embodiment, the MISFETs Qn,
Although a case has been described where each of Qp has an LDD structure, each of MISFETs Qn and Qp may have a single drain structure. In this case, after covering the side surface in the gate length direction of the polycrystalline silicon film 8 with the sidewall spacer, the n-type semiconductor region 9 and the p-type semiconductor region 1
A silicon layer 14B is formed on each of the surfaces 0 by a selective growth method.

【0062】また、本実施形態は、単結晶珪素からなる
半導体基板で形成された半導体基体を用いた場合につい
て説明したが、半導体基板の表面上にエピタキシャル層
が形成された半導体基体であってもよい。
In this embodiment, the case where a semiconductor substrate formed of a semiconductor substrate made of single-crystal silicon is used has been described. However, a semiconductor substrate having an epitaxial layer formed on the surface of the semiconductor substrate may be used. Good.

【0063】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention.

【0064】[0064]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0065】MISFETを有する半導体集積回路装置
において、微細化に伴うMISFETの動作速度の低下
を抑制することができる。
In a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, a reduction in the operating speed of the MISFET due to miniaturization can be suppressed.

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

【図1】本発明の一実施形態である半導体集積回路装置
の概略構成を示す要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記半導体集積回路装置の製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

【図3】前記半導体集積回路装置の製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

【図4】前記半導体集積回路装置の製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

【図5】前記半導体集積回路装置の製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

【図6】前記半導体集積回路装置の製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、2…n型ウエル領域、3…p型ウエル
領域、4…フィールド絶縁膜、6A,6B…しきい値電
圧制御層、7…ゲート絶縁膜、8…多結晶シリコン膜、
9…n型半導体領域、10…p型半導体領域、11…サ
イドウォールスペーサ、12…n+型半導体領域、13…
p+型半導体領域、14A,14B…シリコン層、15…
高融点金属膜、16A,16B…シリサイド層、17…
層間絶縁膜、17A…接続孔、18…配線、Qn…nチ
ャネル導電型のMISFET、Qp…pチャネル導電型
のMISFET。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor base, 2 ... n-type well region, 3 ... p-type well region, 4 ... field insulating film, 6A, 6B ... threshold voltage control layer, 7 ... gate insulating film, 8 ... polycrystalline silicon film,
9 n-type semiconductor region, 10 p-type semiconductor region, 11 sidewall spacer, 12 n-type semiconductor region, 13
p + type semiconductor regions, 14A, 14B ... silicon layer, 15 ...
Refractory metal film, 16A, 16B ... silicide layer, 17 ...
Interlayer insulating film, 17A: connection hole, 18: wiring, Qn: MISFET of n-channel conductivity type, Qp: MISFET of p-channel conductivity type.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 眞佐美 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Masami Nakata 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MISFETを有する半導体集積回路装
置の製造方法であって、ゲート電極パターン形状に加工
されたシリコン膜の上面上に選択成長法でシリコン層を
形成する工程と、前記シリコン層の表面を高融点金属膜
で被覆する工程と、シリサイド化アニールを行い、前記
シリコン層のシリコンと高融点金属膜の金属とを反応さ
せてシリサイド層を形成する工程を備えたことを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising: forming a silicon layer on a top surface of a silicon film processed into a gate electrode pattern shape by a selective growth method; And a step of forming a silicide layer by performing silicidation annealing and reacting silicon of the silicon layer with a metal of the high melting point metal film. A method for manufacturing a circuit device.
【請求項2】 MISFETを有する半導体集積回路装
置の製造方法であって、ゲート電極パターン形状に加工
されたシリコン膜のゲート長方向における側面をサイド
ウォールスペーサで被覆する工程と、前記シリコン膜の
上面上に選択成長法でシリコン層を形成する工程と、前
記シリコン層の表面を高融点金属膜で被覆する工程と、
シリサイド化アニールを行い、前記シリコン層のシリコ
ンと高融点金属膜の金属とを反応させてシリサイド層を
形成する工程を備えたことを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising: a step of covering a side surface in a gate length direction of a silicon film processed into a gate electrode pattern shape with a sidewall spacer; Forming a silicon layer by a selective growth method thereon, and covering the surface of the silicon layer with a refractory metal film,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of performing a silicidation anneal to react silicon of the silicon layer with a metal of a high melting point metal film to form a silicide layer.
【請求項3】 MISFETを有する半導体集積回路装
置の製造方法であって、シリコンからなる半導体基体の
表面上にゲート絶縁膜を介在してゲート電極パターン形
状のシリコン膜を形成する工程と、前記半導体基体の主
面部に前記シリコン膜に対して自己整合で不純物を導入
し、ソース領域及びドレイン領域である一対の半導体領
域を形成する工程と、前記シリコン膜のゲート長方向に
おける側面をサイドウォールスペーサで被覆する工程
と、前記シリコン膜の上面上及び前記一対の半導体領域
の表面上に選択成長法でシリコン層を形成する工程と、
前記シリコン層の表面を高融点金属膜で被覆する工程
と、シリサイド化アニールを行い、前記シリコン層のシ
リコンと高融点金属膜の金属とを反応させてシリサイド
層を形成する工程を備えたことを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
3. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a MISFET, comprising: forming a silicon film having a gate electrode pattern on a surface of a semiconductor substrate made of silicon with a gate insulating film interposed therebetween; A step of introducing an impurity into the main surface of the base in a self-aligned manner with respect to the silicon film to form a pair of semiconductor regions that are a source region and a drain region, and a side wall in the gate length direction of the silicon film with a sidewall spacer. Covering, and forming a silicon layer on the upper surface of the silicon film and the surface of the pair of semiconductor regions by a selective growth method,
A step of coating the surface of the silicon layer with a high-melting-point metal film, and a step of performing silicidation annealing to form a silicide layer by reacting silicon of the silicon layer with a metal of the high-melting-point metal film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 前記サイドウォールスペーサは、前記シ
リコン膜の上面を露出し、かつその側面の上側部分を露
出する形状で形成されることを特徴とする請求項2又は
請求項3に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
4. The semiconductor according to claim 2, wherein the sidewall spacer is formed in a shape exposing an upper surface of the silicon film and exposing an upper portion of a side surface thereof. A method for manufacturing an integrated circuit device.
【請求項5】 前記高融点金属膜は、チタン膜、コバル
ト膜、タングステン膜、モリブデン膜のうちのいずれか
であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちい
ずれか1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
5. The film according to claim 1, wherein the high melting point metal film is any one of a titanium film, a cobalt film, a tungsten film, and a molybdenum film. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013546158A (en) * 2010-09-06 2013-12-26 ユ−ジーン テクノロジー カンパニー.リミテッド Manufacturing method of semiconductor device

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