JPH11307764A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH11307764A
JPH11307764A JP10836498A JP10836498A JPH11307764A JP H11307764 A JPH11307764 A JP H11307764A JP 10836498 A JP10836498 A JP 10836498A JP 10836498 A JP10836498 A JP 10836498A JP H11307764 A JPH11307764 A JP H11307764A
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JP
Japan
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layer
forming
region
semiconductor device
impurity
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Application number
JP10836498A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Tokunaga
和彦 徳永
Wataru Otsuka
渉 大塚
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variations in contact resistance and to prevent the increase in parasitic junction capacitance. SOLUTION: In a metal oxide semiconductor(MOS) transistor, a sidewall 19 is formed on the side surface of an electrode 18. The sidewall 19 comprises an oxide layer 19a, a nitride layer 19b, a silicon layer 19c, and a silicide layer 19d in this order, starting from the electrode 18 side. A silicide layer 19d is connected electrically to a source region 12 and a drain region 13. Even if the formation position of contact with respect to the source region 12 and drain region 13 is displaced, the connection is assured due to the silicide layer 19d. Since the width of the sidewall 19 is thick, impurity is introduced with large energy at the formation of the source region 12 and the drain region 13. Thus, the source region 12 and drain region 13 can be formed down to a deep position of a substrate 11, for making parasitic junction capacitance small.

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、側面に側壁(サイ
ドウォール)が形成された電極を備えた半導体装置およ
びその製造方法に係り、特に、MOS(Metal-Oxide-Se
miconductor )型トランジスタを備えた半導体装置およ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an electrode having a side wall formed on a side surface and a method of manufacturing the same, and more particularly to a MOS (Metal-Oxide-Se) device.
The present invention relates to a semiconductor device provided with a semiconductor transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置においては微細化が進
んでおり、トランジスタなどではゲート長の短縮化によ
り、駆動時の抵抗は年々低下している。しかし、一方で
は、コンタクト径の縮小によるコンタクト抵抗の増加や
ソース領域やドレイン領域の浅接合化などにより寄生抵
抗が増加している。また、コンタクト部とゲート電極と
の間の距離を大きくとることができなくなり、コンタク
ト部がゲート電極に接近あるいはゲート電極と接触する
ことがある。更に、ゲート長の短縮化によりしきい値電
圧の低下やドレイン空乏層とソース空乏層とが繋がって
しまう(いわゆるパンチスルー)などの短チャネル効果
が顕著となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has been advanced, and the resistance during driving has been decreasing year by year due to the shortening of the gate length of transistors and the like. However, on the other hand, the parasitic resistance is increasing due to the increase in the contact resistance due to the reduction of the contact diameter and the shallow junction of the source region and the drain region. Further, the distance between the contact portion and the gate electrode cannot be increased, and the contact portion may approach the gate electrode or come into contact with the gate electrode. Further, short channel effects such as reduction in threshold voltage due to shortening of the gate length and connection between the drain depletion layer and the source depletion layer (so-called punch-through) have become remarkable.

【0003】そこで、例えば、寄生抵抗を低減する手段
としては、ソース領域,ドレイン領域およびゲート電極
の表面に金属層を堆積したのち加熱してそれらの表面に
シリサイド層を形成する自己整合型シリサイド(サリサ
イド)技術が開発されている。また、ゲート電極とコン
タクト部との接近を防止する手段としては、層間絶縁膜
と異なる材料でゲート電極の側面に側壁を形成する自己
整合型コンタクト技術が開発されている。更に、短チャ
ネル効果を抑制する手段としては、ソース領域とドレイ
ン領域との間の領域にソース領域およびドレイン領域と
は導電型が異なる不純物を導入して濃度調整領域を形成
し、半導体基板の不純物濃度を調整する技術が開発され
ている(月刊Semiconductor World 1995.11 P78 〜8
2)。
Therefore, for example, as a means for reducing the parasitic resistance, a self-aligned silicide (which forms a silicide layer on the surface of a metal layer after depositing a metal layer on the surface of the source region, the drain region and the gate electrode, and then heating the metal layer) is used. Salicide) technology is being developed. As a means for preventing the approach between the gate electrode and the contact portion, a self-aligned contact technique of forming a side wall on the side surface of the gate electrode using a material different from that of the interlayer insulating film has been developed. Further, as a means for suppressing the short channel effect, an impurity having a conductivity type different from that of the source region and the drain region is introduced into a region between the source region and the drain region to form a concentration adjustment region, and an impurity in the semiconductor substrate is formed. Technology to adjust the concentration has been developed (Semiconductor World 1995.11 P78 -8
2).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにゲート電極に側壁を形成してゲート電極とコンタ
クト部との接近を防止する場合には図8に示したような
問題があった。この図は従来のMOS(Metal Oxide Se
miconductor)トランジスタの断面構成を表したものであ
り、シリコンの基板111の素子分離領域121により
囲まれた領域に、ソース領域112、ドレイン領域11
3および側壁119を有するゲート電極118をそれぞ
れ形成したものである。ここで、ソース領域112およ
びドレイン領域113に対するコンタクト部123,1
24のうち、特にコンタクト部124が合わせずれなど
により本来の形成位置がずれた状態を示している。この
ようにコンタクト部124からずれていると、側壁11
9と重なった分だけコンタクト部124とドレイン領域
113との接触面積が少なくなってしまい、それらの接
触面積に大きなばらつきが生じてしまう。例えば、コン
タクト径が0.30μmの場合、コンタクト抵抗は5.
0〜10.1Ω程度にばらついてしまい、コンタクト径
が0.26μmの場合、コンタクト抵抗は7.0〜1
2.0Ω程度にばらついてしまっていた。
However, when the side wall is formed on the gate electrode to prevent the gate electrode from coming into contact with the contact portion as described above, there is a problem as shown in FIG. This figure shows a conventional MOS (Metal Oxide Se
a cross-sectional configuration of a transistor, and a region surrounded by an element isolation region 121 of a silicon substrate 111 has a source region 112 and a drain region 11
3 and a gate electrode 118 having a side wall 119, respectively. Here, contact portions 123 and 1 for source region 112 and drain region 113 are provided.
24 shows a state where the original formation position is shifted particularly due to misalignment of the contact portion 124 or the like. As described above, if the contact portion 124 is displaced, the side wall 11
The contact area between the contact portion 124 and the drain region 113 is reduced by an amount corresponding to the overlap with 9, resulting in a large variation in the contact area. For example, when the contact diameter is 0.30 μm, the contact resistance is 5.
When the contact diameter is 0.26 μm, the contact resistance is 7.0 to 1 Ω.
It varied to about 2.0Ω.

【0005】また、図8に示したように、短チャネル効
果抑制のために濃度調整領域116を形成する場合に
は、濃度調整領域116を形成するための不純物の導入
はゲート電極118を形成する前にソース領域112お
よびドレイン領域113の形成予定領域を含む全面に対
して行うのが一般的である。しかしながら、近年、ソー
ス領域112およびドレイン領域113の接合深さは浅
くなってきているので、これらソース領域112および
ドレイン領域113の最深部が、濃度調整領域116を
形成する際に導入した不純物の濃度の高い領域(図8に
おいて梨子地で示した領域)と重なってしまう。そのた
め、トランジスタの寄生接合容量が増加してしまい、負
荷が増大するという問題もあった。
[0005] As shown in FIG. 8, when the concentration adjustment region 116 is formed for suppressing the short channel effect, the introduction of impurities for forming the concentration adjustment region 116 forms the gate electrode 118. In general, the process is generally performed on the entire surface including a region where the source region 112 and the drain region 113 are to be formed. However, in recent years, the junction depth between the source region 112 and the drain region 113 has become shallower, so that the deepest portions of the source region 112 and the drain region 113 may have the concentration of impurities introduced when forming the concentration adjustment region 116. (The area shown by Rishiji in FIG. 8). Therefore, there is also a problem that the parasitic junction capacitance of the transistor increases and the load increases.

【0006】なお、このような寄生容量の増加を解決す
る手段としては、濃度調整領域116を形成するための
不純物の導入を、ゲート電極118を形成した後でセル
フアラインで行う方法が提案されている。しかし、この
場合、ゲート電極118越しにイオン注入を行うので、
大きな注入エネルギーが必要となり、注入された不純物
のプロファイルが広がってしまうという問題がある。ま
た、ゲート絶縁膜117を不純物が通過するので、ゲー
ト絶縁膜117の信頼性も低下してしまうという問題も
あり、より好ましい手段が望まれていた。
As a means for solving such an increase in the parasitic capacitance, a method has been proposed in which impurities for forming the concentration adjusting region 116 are introduced in a self-aligned manner after the gate electrode 118 is formed. I have. However, in this case, since ion implantation is performed through the gate electrode 118,
There is a problem that a large implantation energy is required, and the profile of the implanted impurity is widened. Further, since impurities pass through the gate insulating film 117, there is a problem that the reliability of the gate insulating film 117 is also reduced, and more preferable means have been desired.

【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、コンタクト抵抗のばらつきを低減で
きると共に寄生接合容量の増大も防止することができる
半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can reduce the variation in contact resistance and prevent an increase in parasitic junction capacitance. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体基板の表面に形成されると共に半導体基板の
厚さ方向に沿って側面を有する電極と、この電極の側面
に形成されると共に外側部の少なくとも一部に導電層を
有する側壁とを備えている。
A semiconductor device according to the present invention comprises: an electrode formed on a surface of a semiconductor substrate and having a side surface along a thickness direction of the semiconductor substrate; And a side wall having a conductive layer in at least a part of the portion.

【0009】本発明による半導体装置の製造方法は、半
導体基板の表面に、半導体基板の厚さ方向に沿って側面
を有する電極を形成する工程と、電極の側面に、外側部
の少なくとも一部に導電層を有する側壁を形成する工程
とを含むものである。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: forming an electrode having a side surface along the thickness direction of the semiconductor substrate on the surface of the semiconductor substrate; Forming a side wall having a conductive layer.

【0010】本発明による半導体装置では、半導体基板
上の電極において、その側壁の外側部に導電層を含んで
いる。従って、例えば、電極の近くにコンタクト部を形
成する場合などにおいてコンタクト部の形成位置がずれ
ても、その電気的接続は導電層を介して確保される。
[0010] In the semiconductor device according to the present invention, the electrode on the semiconductor substrate includes a conductive layer on the outside of the side wall. Therefore, for example, even when the formation position of the contact portion is shifted in the case where the contact portion is formed near the electrode, the electrical connection is ensured through the conductive layer.

【0011】本発明による半導体装置の製造方法では、
まず、電極が形成され、そののち、その側面に外側部の
少なくとも一部に導電層を有する側壁が形成される。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
First, an electrode is formed, and then a side wall having a conductive layer on at least a part of an outer portion is formed on a side surface thereof.

【0012】[0012]

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

【0013】図1は本発明の一実施の形態に係る半導体
装置の構成を表すものである。この半導体装置はMOS
トランジスタであり、p型あるいはn型の例えばシリコ
ンよりなる半導体基板11(以下、基板11という)の
素子分離領域21により囲まれた領域の内部(具体的に
は表層部)に、間隔を開けて形成された一対の不純物領
域としてのソース領域12とドレイン領域13とをそれ
ぞれ有している。これらソース領域12およびドレイン
領域13は、基板11の表面から深さ方向に向かってそ
れぞれ形成されており、例えば、それらの深さはそれぞ
れ0.1μm程度となっている。なお、素子分離領域2
1は例えば二酸化ケイ素(SiO2 )により形成されて
いる。
FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. This semiconductor device is MOS
A transistor, which is a p-type or n-type semiconductor substrate 11 made of, for example, silicon (hereinafter, referred to as a substrate 11), is spaced apart from a region surrounded by the element isolation region 21 (specifically, a surface layer). It has a source region 12 and a drain region 13 as a pair of formed impurity regions, respectively. The source region 12 and the drain region 13 are formed from the surface of the substrate 11 in the depth direction, and have a depth of about 0.1 μm, for example. Note that the element isolation region 2
1 is made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ).

【0014】ソース領域12およびドレイン領域13
は、基板11とは導電型が異なる第1導電型の不純物を
高濃度に導入することによりそれぞれ形成したものであ
る。例えば、基板11がp型である場合には砒素(A
s)や燐(P)などのn型の不純物、基板11がn型で
ある場合にはボロン(B)などのp型の不純物がそれぞ
れ用いられる。なお、この第1導電型の不純物の種類
は、ソース領域12とドレイン領域13とで同じでも異
なっていてもよい。また、図2に示したように、基板1
1の表層部にウェル領域11aが形成されている場合に
は、ウェル領域11aがp型のときソース領域12およ
びドレイン領域13に導入される第1導電型不純物はn
型の不純物となり、ウェル領域11aがn型のときそれ
らに導入される第1導電型不純物はp型の不純物とな
る。
Source region 12 and drain region 13
Are formed by introducing a first conductivity type impurity having a different conductivity type from that of the substrate 11 at a high concentration. For example, when the substrate 11 is p-type, arsenic (A
n-type impurities such as s) and phosphorus (P), and p-type impurities such as boron (B) when the substrate 11 is n-type. The type of the impurity of the first conductivity type may be the same or different between the source region 12 and the drain region 13. Further, as shown in FIG.
In the case where the well region 11a is formed in the surface layer portion of the P.1, the first conductivity type impurity introduced into the source region 12 and the drain region 13 when the well region 11a is p-type is n.
When the well region 11a is n-type, the first conductivity type impurity introduced therein becomes a p-type impurity.

【0015】ソース領域12およびドレイン領域13の
表面には、シート抵抗を低くし寄生抵抗を低くするため
に、高融点金属とシリコンとの化合物(シリサイド)よ
りなる例えば厚さが30nmのシリサイド層12a,1
3aがそれぞれ形成されている。シリサイド層12a,
13aを構成するシリサイドとしては、例えば、コバル
トシリサイド(CoSi2 )やチタンシリサイド(Ti
Si2 )などがある。
On the surfaces of the source region 12 and the drain region 13, a silicide layer 12a having a thickness of, for example, 30 nm and made of a compound (silicide) of a refractory metal and silicon is formed in order to reduce the sheet resistance and the parasitic resistance. , 1
3a are respectively formed. A silicide layer 12a,
For example, cobalt silicide (CoSi 2 ) or titanium silicide (Ti)
Si 2 ).

【0016】ソース領域12とドレイン領域13との間
の基板11の内部(具体的には表層部)には、ソース領
域12およびドレイン領域13にそれぞれ隣接して、ド
レイン近傍での電界を低減するためのLDD領域14,
15が各々形成されている。これらLDD領域14,1
5は、基板11の表面から深さ方向に向かってそれぞれ
形成されており、例えばそれらの深さはそれぞれ0.0
7μm程度となっている。LDD領域14,15は、第
1導電型の不純物をソース領域12およびドレイン領域
13よりも低濃度に導入して形成したものである。この
第1導電型の不純物の種類は、ソース領域12やドレイ
ン領域13と同じでも異なっていてもよく、また、各L
DD領域14,15間においても同様である。
In the inside (specifically, the surface layer) of the substrate 11 between the source region 12 and the drain region 13, the electric field near the drain is reduced adjacent to the source region 12 and the drain region 13, respectively. LDD region 14 for
15 are formed. These LDD regions 14, 1
5 are formed from the surface of the substrate 11 in the depth direction, for example, each having a depth of 0.0
It is about 7 μm. The LDD regions 14 and 15 are formed by introducing impurities of the first conductivity type at a lower concentration than the source region 12 and the drain region 13. The type of the first conductivity type impurity may be the same as or different from the source region 12 and the drain region 13.
The same applies between the DD regions 14 and 15.

【0017】ソース領域12とドレイン領域13との間
の基板11の内部(具体的には表面近傍)には、基板1
1の深さ方向における不純物濃度を調整して短チャネル
効果を抑制するための濃度調整領域16が形成されてい
る。この濃度調整領域16は、基板11と導電型が同一
である第2導電型の不純物を導入することにより形成し
たものである。例えば、基板11がp型である場合には
ボロンなどのp型の不純物、基板11がn型である場合
には砒素や燐などのn型の不純物が用いられる。
The inside of the substrate 11 (specifically, near the surface) between the source region 12 and the drain region 13
A concentration adjusting region 16 is formed for adjusting the impurity concentration in the depth direction of 1 to suppress the short channel effect. The concentration adjustment region 16 is formed by introducing a second conductivity type impurity having the same conductivity type as the substrate 11. For example, when the substrate 11 is p-type, a p-type impurity such as boron is used, and when the substrate 11 is n-type, an n-type impurity such as arsenic or phosphorus is used.

【0018】この濃度調整領域16は、例えば図3に示
したように、基板11の深さ方向においてその不純物濃
度(第2導電型の不純物の濃度)が変化している。濃度
調整領域16における不純物濃度は、例えば、基板11
の表面からの深さが0.05〜0.1μmの範囲内の領
域において一定値以上(例えば1×1018cm-3以上)
となっている。濃度調整領域16のうち不純物濃度が高
い領域(例えば濃度調整領域16における最大濃度の1
/2以上の領域)は、ソース領域12およびドレイン領
域13のうち基板11の深さ方向における最深部よりも
基板11の表面側に位置していることが好ましい。濃度
調整領域16を形成する際にソース領域12およびドレ
イン領域13に渡って第2導電型の不純物を導入して
も、ソース領域12およびドレイン領域13の最深部に
おける第2導電型の不純物の濃度を低くすることがで
き、寄生接合容量を小さくすることができるからであ
る。
The impurity concentration (the impurity concentration of the second conductivity type) of the concentration adjusting region 16 changes in the depth direction of the substrate 11 as shown in FIG. 3, for example. The impurity concentration in the concentration adjustment region 16 is, for example,
Above a certain value (for example, 1 × 10 18 cm −3 or more) in a region having a depth from the surface of 0.05 to 0.1 μm.
It has become. A region having a high impurity concentration in the concentration adjustment region 16 (for example, the maximum concentration of 1 in the concentration adjustment region 16).
Is preferably located closer to the front surface of the substrate 11 than the deepest portion of the source region 12 and the drain region 13 in the depth direction of the substrate 11. Even if the impurity of the second conductivity type is introduced over the source region 12 and the drain region 13 when forming the concentration adjustment region 16, the concentration of the impurity of the second conductivity type in the deepest part of the source region 12 and the drain region 13 Can be reduced, and the parasitic junction capacitance can be reduced.

【0019】基板11の上には、ソース領域12とドレ
イン領域13との間の領域に対応して、例えば厚さが4
nmの二酸化ケイ素(SiO2 )よりなるゲート絶縁膜
17を介して、例えば厚さが400nmのゲート電極1
8が形成されている。すなわち、ゲート電極18は、ソ
ース領域12とドレイン領域13とに挟まれるように濃
度調整領域16に対向して形成されている。
On the substrate 11, for example, a thickness of 4 corresponds to a region between the source region 12 and the drain region 13.
through a gate insulating film 17 made of silicon dioxide (SiO 2 ) having a thickness of, for example, 400 nm.
8 are formed. That is, the gate electrode 18 is formed to face the concentration adjustment region 16 so as to be sandwiched between the source region 12 and the drain region 13.

【0020】ゲート電極18は基板11の厚さ方向(表
面と垂直方向)に積層された二層構造となっており、ゲ
ート絶縁膜17上に形成された例えば厚さが385nm
の多結晶シリコンよりなるシリコン層18aと、このシ
リコン層18a上に形成された例えば厚さが30nmの
シリサイド層18bとを有している。シリコン層18a
には第1導電型の不純物が導入されている。この第1導
電型の不純物は、ソース領域12やドレイン領域13や
LDD領域14,15とそれぞれ種類が異なっていても
同じでもよい。
The gate electrode 18 has a two-layer structure laminated in the thickness direction (perpendicular to the surface) of the substrate 11, and has a thickness of, for example, 385 nm formed on the gate insulating film 17.
And a silicide layer 18b having a thickness of, for example, 30 nm formed on the silicon layer 18a. Silicon layer 18a
Is doped with impurities of the first conductivity type. The impurities of the first conductivity type may be different from or different from the source region 12, the drain region 13, and the LDD regions 14 and 15, respectively.

【0021】ゲート電極18の側面には側壁(サイドウ
ォール)19が形成されている。本実施の形態における
側壁19は、ゲート電極18の側面とほぼ垂直方向に複
数の層が積層された層状構造となっており、内側部(ゲ
ート電極18の側の部分)に絶縁層を、外側部に導電層
を有している。具体的には、ゲート電極18の側から順
に、例えば幅(ゲート電極18の側面に垂直方向の厚
さ)が10nmの二酸化ケイ素よりなる絶縁層としての
酸化層19aと、例えば幅が90nmの窒化ケイ素(S
3 4 )よりなる絶縁層としての窒化層19bと、例
えば幅が15nmの多結晶シリコンあるいはアモルファ
スシリコンよりなる導電層としてのシリコン層19c
と、例えば幅が30nmのシリサイドよりなる導電層と
してのシリサイド層19dとを有している。
A side wall (side wall) 19 is formed on a side surface of the gate electrode 18. The side wall 19 in the present embodiment has a layered structure in which a plurality of layers are stacked in a direction substantially perpendicular to the side surface of the gate electrode 18. The portion has a conductive layer. Specifically, in order from the side of the gate electrode 18, for example, an oxide layer 19a as an insulating layer made of silicon dioxide having a width (thickness in a direction perpendicular to the side surface of the gate electrode 18) of 10 nm and a nitride layer having a width of 90 nm, for example. Silicon (S
a nitride layer 19b as an insulating layer made of i 3 N 4 ) and a silicon layer 19c as a conductive layer made of, for example, polycrystalline silicon or amorphous silicon having a width of 15 nm.
And a silicide layer 19d as a conductive layer made of silicide having a width of 30 nm, for example.

【0022】シリコン層19cには、第1導電型の不純
物が導入されている。この第1導電型の不純物は、他の
第1導電型の不純物とそれぞれ種類が異なっていても同
じでもよい。シリサイド層19dは、ソース領域12お
よびドレイン領域13の上のシリサイド層12a,13
aと一体となって形成されており、これらシリサイド層
12a,13aを介してソース領域12またはドレイン
領域13とそれぞれ電気的に接続されている。なお、側
壁19の幅は、基板11の表面側から反対側に向かって
狭くなっており、ここで例示した幅は基板11の表面近
傍の幅である。
The first conductivity type impurity is introduced into the silicon layer 19c. The impurity of the first conductivity type may be different from or the same as the impurity of the other first conductivity type. The silicide layers 19 d are formed on the source region 12 and the drain region 13.
a and is electrically connected to the source region 12 or the drain region 13 through the silicide layers 12a and 13a, respectively. Note that the width of the side wall 19 is reduced from the surface side of the substrate 11 to the opposite side, and the width exemplified here is a width near the surface of the substrate 11.

【0023】このような構成を有する半導体装置は、次
のようにして製造することができる。
The semiconductor device having such a configuration can be manufactured as follows.

【0024】図4(A)〜(C)乃至図6(A)〜
(C)はその製造方法を各工程順に表したものである。
まず、図4(A)に示したように、シリコンよりなる基
板11の表面を例えば反応性イオンエッチング(Reacti
ve Ion Etching;RIE)法により選択的に除去し、そ
こに例えばCVD(Chemical Vapor Deposition )法に
より二酸化ケイ素よりなる素子分離領域21を埋め込
む。次いで、図2に示したようにウェル領域11aを形
成する場合には、基板11に適宜な不純物を選択的に注
入し、素子分離領域21に囲まれた領域にウェル領域1
1aを形成する。
4 (A) to 4 (C) to FIG. 6 (A) to
(C) shows the manufacturing method in the order of each step.
First, as shown in FIG. 4A, the surface of the substrate 11 made of silicon is, for example, reactive ion etching (Reacti etching).
The element isolation region 21 made of silicon dioxide is buried therein by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Next, when the well region 11a is formed as shown in FIG. 2, an appropriate impurity is selectively implanted into the substrate 11, and the well region 1a is formed in a region surrounded by the element isolation region 21.
1a is formed.

【0025】続いて、図4(B)に示したように、素子
分離領域21に囲まれた基板11の全面に第2導電型の
不純物を注入して濃度調整領域16を形成し、その後基
板11の表面を例えば熱酸化法により酸化し、例えば厚
さ4nmのゲート絶縁膜17を形成する。濃度調整領域
16を形成する際、例えば、第2導電型の不純物として
ボロンを用いる場合には、イオン源をボロン,打ち込み
エネルギーを30KeV,注入量を6×1012cm-2
して注入を行う。また、例えば、第2導電型の不純物と
して砒素を用いる場合には、イオン源を砒素,打ち込み
エネルギーを100KeV,注入量を6×1012cm-2
として注入を行う。そののち、RTA(Rapid Thermal
Annealing)処理を行って不純物の活性化と結晶性の回復
を図る。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a second conductivity type impurity is implanted into the entire surface of the substrate 11 surrounded by the element isolation region 21 to form a concentration adjusting region 16. 11 is oxidized by, for example, a thermal oxidation method to form a gate insulating film 17 having a thickness of, for example, 4 nm. When forming the concentration adjustment region 16, for example, when using boron as the impurity of the second conductivity type, implantation is performed with boron as the ion source, implantation energy of 30 KeV, and implantation amount of 6 × 10 12 cm −2 . For example, when arsenic is used as the second conductivity type impurity, the ion source is arsenic, the implantation energy is 100 KeV, and the implantation amount is 6 × 10 12 cm −2.
And perform the injection. After that, RTA (Rapid Thermal
Annealing) treatment to activate impurities and recover crystallinity.

【0026】RTA処理を行ったのち、図4(C)に示
したように、ゲート絶縁膜17の上に、例えばCVD法
により厚さ150nmの多結晶シリコンよりなるシリコ
ン層18aを形成する。そののち、シリコン層18aの
上に、例えばCVD法により厚さ200nmの二酸化ケ
イ素よりなる補助層31を形成する。この補助層31
は、後述する工程においてゲート電極18の側面に側壁
19を形成する際に、その側壁19の幅を大きくするた
めのものである。
After performing the RTA process, as shown in FIG. 4C, a silicon layer 18a made of polycrystalline silicon having a thickness of 150 nm is formed on the gate insulating film 17 by, for example, a CVD method. After that, an auxiliary layer 31 made of silicon dioxide having a thickness of 200 nm is formed on the silicon layer 18a by, for example, a CVD method. This auxiliary layer 31
This is for increasing the width of the side wall 19 when forming the side wall 19 on the side surface of the gate electrode 18 in a step described later.

【0027】補助層31を形成したのち、図5(A)に
示したように、リソグラフィ技術を用いて補助層31お
よびシリコン層18aを選択的に除去し、ゲート電極1
8の形状とする。これにより、ゲート電極18の一部
(シリコン層18aの部分)が形成される。そののち、
この補助層31およびゲート電極18をマスクとして基
板11に第1導電型の不純物を注入し、LDD領域1
4,15をそれぞれ形成する。その際、第1導電型の不
純物は、後続の工程において形成するソース領域12お
よびドレイン領域13よりも低濃度にそれぞれ注入す
る。例えば、第1導電型の不純物として砒素を用いる場
合には、イオン源を砒素,打ち込みエネルギーを10K
eV,注入量を6×1014cm-2として注入を行う。ま
た、例えば、第1導電型の不純物としてボロンを用いる
場合には、イオン源をフッ化ボロン,打ち込みエネルギ
ーを10KeV,注入量を4×1014cm-2として注入
を行う。
After the formation of the auxiliary layer 31, as shown in FIG. 5A, the auxiliary layer 31 and the silicon layer 18a are selectively removed by using a lithography technique, and the gate electrode 1 is formed.
8 shape. Thereby, a part of the gate electrode 18 (the part of the silicon layer 18a) is formed. after that,
Using the auxiliary layer 31 and the gate electrode 18 as a mask, a first conductivity type impurity is implanted into the substrate 11 to form the LDD region 1.
4 and 15 are respectively formed. At this time, the impurity of the first conductivity type is implanted at a lower concentration than the source region 12 and the drain region 13 formed in the subsequent steps. For example, when arsenic is used as the first conductivity type impurity, the ion source is arsenic and the implantation energy is 10K.
The implantation is performed at an eV of 6 × 10 14 cm −2 . When boron is used as the first conductivity type impurity, for example, the ion source is boron fluoride, the implantation energy is 10 KeV, and the implantation amount is 4 × 10 14 cm −2 .

【0028】LDD領域14,15を形成したのち、例
えばCVD法により全面に厚さ10nmの酸化層19a
を形成し、その上に例えばCVD法により厚さ90nm
の窒化層19bを形成する。そののち、これら窒化層1
9bおよび酸化層19aを例えば異方性エッチングによ
りゲート電極18のシリコン層18aおよび補助膜31
の側面のみを残して除去する。これにより、図5(B)
に示したように、幅が10nmの酸化層19aと幅が9
0nmの窒化層19bとよりなる絶縁層が形成される。
なお、この絶縁層を形成する際のエッチングにおいて、
絶縁層およびシリコン層18aに覆われている部分以外
のゲート絶縁膜17も除去し、その部分の基板11の表
面を露出させる。
After the LDD regions 14 and 15 are formed, an oxide layer 19a having a thickness of 10 nm is formed on the entire surface by, eg, CVD.
Is formed thereon, and a thickness of 90 nm is formed thereon by, for example, a CVD method.
Is formed. After that, these nitride layers 1
9b and the oxide layer 19a are anisotropically etched to form the silicon layer 18a of the gate electrode 18 and the auxiliary film 31.
Remove leaving only the sides. Thereby, FIG. 5 (B)
As shown in the figure, the oxide layer 19a having a width of 10 nm and the
An insulating layer composed of a 0 nm nitride layer 19b is formed.
In addition, in etching when forming this insulating layer,
The gate insulating film 17 other than the portion covered with the insulating layer and the silicon layer 18a is also removed, exposing the surface of the substrate 11 in that portion.

【0029】シリコン層18aおよび補助層31の側面
に絶縁層を形成したのち、例えばCVD法により全面に
厚さ30nmの多結晶シリコンあるいはアモルファスシ
リコンよりなるシリコン層19cを形成する。そのの
ち、これをエッチバックにより絶縁層の側面のみを残し
て除去する。これにより、図5(C)に示したように、
幅が30nmのシリコン層19cが形成される。
After forming an insulating layer on the side surfaces of the silicon layer 18a and the auxiliary layer 31, a silicon layer 19c of polycrystalline silicon or amorphous silicon having a thickness of 30 nm is formed on the entire surface by, for example, a CVD method. Thereafter, this is removed by etch-back, leaving only the side surfaces of the insulating layer. As a result, as shown in FIG.
A silicon layer 19c having a width of 30 nm is formed.

【0030】シリコン層19cを形成したのち、図6
(A)に示したように、全面に例えば厚さ500nmの
レジスト膜32を塗布形成し、次いで、このレジスト膜
32の表面を厚さが300nm程度となるまで除去して
補助層31の表面を露出させる。そののち、例えば、希
フッ化水素溶液(例えば水とフッ化水素を20:1の体
積比で混合した溶液)で100秒間処理し、補助層31
を除去する。
After the formation of the silicon layer 19c, FIG.
As shown in FIG. 2A, a resist film 32 having a thickness of, for example, 500 nm is applied and formed on the entire surface. Expose. After that, for example, the auxiliary layer 31 is treated with a dilute hydrogen fluoride solution (for example, a solution in which water and hydrogen fluoride are mixed at a volume ratio of 20: 1) for 100 seconds.
Is removed.

【0031】補助層31を除去したのち、図6(B)に
示したように、アッシングによりレジスト膜32を除去
し、シリコン層18a,酸化層19a,窒化層19bお
よびシリコン層19cをマスクとして、基板11の表面
に第1導電型の不純物を導入すると共に、シリコン層1
8aにも第1導電型の不純物を導入する。これにより、
基板11の表面層にはシリコン層18aを挟むようにソ
ース領域12とドレイン領域13とが自己整合的に形成
される。また、これにより、シリコン層19cにも第1
導電型の不純物が導入される。第1導電型の不純物を導
入する際には、例えば、第1導電型の不純物として砒素
を用いる場合、イオン源を砒素,打ち込みエネルギーを
60KeV,注入量を6×1015cm-2として注入を行
う。また、例えば、第1導電型の不純物としてボロンを
用いる場合には、イオン源をフッ化ボロン,打ち込みエ
ネルギーを15KeV,注入量を6×1015cm-2とし
て注入を行う。
After removing the auxiliary layer 31, as shown in FIG. 6B, the resist film 32 is removed by ashing, and the silicon layer 18a, the oxide layer 19a, the nitride layer 19b and the silicon layer 19c are used as masks. A first conductivity type impurity is introduced into the surface of the substrate 11 and the silicon layer 1
8a is also doped with a first conductivity type impurity. This allows
In the surface layer of the substrate 11, the source region 12 and the drain region 13 are formed in a self-aligned manner with the silicon layer 18a interposed therebetween. This also allows the silicon layer 19c to have the first
A conductivity type impurity is introduced. When introducing the impurity of the first conductivity type, for example, when arsenic is used as the impurity of the first conductivity type, the ion source is arsenic, the implantation energy is 60 KeV, and the implantation amount is 6 × 10 15 cm −2. Do. For example, when using boron as the first conductivity type impurity, implantation is performed with boron ion as the ion source, implantation energy of 15 KeV, and implantation amount of 6 × 10 15 cm −2 .

【0032】なお、ここでは、窒化層19bの側面にシ
リコン層19cが形成されているので、シリコン層19
cの幅の分だけマスクの幅が厚くなり、第1導電型の不
純物を注入する際の注入エネルギーを大きくしても、ソ
ース領域12およびドレイン領域13の深さ方向に対し
て垂直な方向の幅は従来と同様とすることができる。ち
なみに、シリコン層19cを形成しない従来の方法にお
けるイオン注入の条件は、例えば、イオン源が砒素の場
合、打ち込みエネルギーは30KeV,注入量は5×1
15cm-2である。また、例えば、イオン源がフッ化ボ
ロンの場合、打ち込みエネルギーが2.5KeV,注入
量を5×1015cm-2である。よって、ここでは、ソー
ス領域12およびドレイン領域13は、注入エネルギー
を大きくした分だけ深い位置まで形成される。
Here, since the silicon layer 19c is formed on the side surface of the nitride layer 19b, the silicon layer 19c is formed.
The width of the mask is increased by the width of c, and even if the implantation energy for implanting the impurity of the first conductivity type is increased, the width in the direction perpendicular to the depth direction of the source region 12 and the drain region 13 is increased. The width can be the same as before. Incidentally, the ion implantation conditions in the conventional method in which the silicon layer 19c is not formed are, for example, when the ion source is arsenic, the implantation energy is 30 KeV and the implantation amount is 5 × 1.
0 15 cm -2 . For example, when the ion source is boron fluoride, the implantation energy is 2.5 KeV and the implantation amount is 5 × 10 15 cm −2 . Therefore, here, the source region 12 and the drain region 13 are formed to a position deeper by the amount of the increased implantation energy.

【0033】このように第1導電型の不純物を導入した
のち、RTA処理(例えば1000℃で10秒間の加
熱)を行って不純物の活性化と結晶性の回復を図る。そ
ののち、図6(C)に示したように、全面に例えば厚さ
が10nmのコバルト(Co)よりなる金属層33を形
成し、例えば550℃で10秒間加熱処理を行い、ソー
ス領域12,ドレイン領域13,シリコン層18aおよ
びシリコン層19cそれぞれの一部と金属層33とをそ
れぞれ反応させる。これにより、図1に示したように、
ソース領域12,ドレイン領域13およびシリコン層1
8aの上や、シリコン層19cの側面に、シリサイド層
12a,13a,18b,19dがそれぞれ形成され
る。このときシリサイド層12a,13aとシリサイド
層19dは一体として形成される。これにより、本実施
の形態におけるゲート電極18および側壁19がそれぞ
れ形成される。
After the impurity of the first conductivity type is thus introduced, RTA treatment (for example, heating at 1000 ° C. for 10 seconds) is performed to activate the impurity and recover the crystallinity. Thereafter, as shown in FIG. 6C, a metal layer 33 made of, for example, cobalt (Co) having a thickness of, for example, 10 nm is formed on the entire surface, and a heat treatment is performed, for example, at 550 ° C. for 10 seconds. A part of each of the drain region 13, the silicon layer 18a, and the silicon layer 19c reacts with the metal layer 33, respectively. Thereby, as shown in FIG.
Source region 12, drain region 13 and silicon layer 1
Silicide layers 12a, 13a, 18b, and 19d are formed on 8a and on side surfaces of silicon layer 19c, respectively. At this time, the silicide layers 12a and 13a and the silicide layer 19d are integrally formed. Thus, gate electrode 18 and side wall 19 in the present embodiment are formed.

【0034】そののち、硫酸と過酸化水素水との混合溶
液を用いて未反応部分の金属層33を除去し、次いで、
700℃で30秒間の加熱処理を行うことにより、図1
に示した半導体装置が形成される。
After that, the unreacted portion of the metal layer 33 is removed using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
By performing the heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds, FIG.
Is formed.

【0035】このような半導体装置は、例えば、図7に
示したようにして用いられ、次のように作用する。
Such a semiconductor device is used, for example, as shown in FIG. 7, and operates as follows.

【0036】すなわち、この半導体装置の上には例えば
厚さ0.9μmの二酸化ケイ素よりなる層間絶縁膜22
が形成される。この層間絶縁膜22には、ソース領域1
2に対応したコンタクトホール22aと、ドレイン領域
13に対応したコンタクトホール22bと、ゲート電極
18に対応した図示しないコンタクトホールとがそれぞ
れ形成される。各コンタクトホール22a,22bなど
には、例えば厚さ15nmの窒化チタン(TiN)が埋
め込まれたのち、タングステン(W)が埋め込まれ、各
コンタクト部23,24などが形成される。ソース領域
12,ドレイン領域13およびゲート電極18は、各コ
ンタクト部23,24などを介して層間絶縁膜22の上
に形成される図示しない各配線とそれぞれ接続される。
That is, an interlayer insulating film 22 made of silicon dioxide having a thickness of, for example, 0.9 μm is formed on the semiconductor device.
Is formed. This interlayer insulating film 22 has a source region 1
2, a contact hole 22b corresponding to the drain region 13, and a contact hole (not shown) corresponding to the gate electrode 18 are formed. In each of the contact holes 22a and 22b, for example, titanium nitride (TiN) having a thickness of 15 nm is buried, and then tungsten (W) is buried, so that the contact portions 23 and 24 are formed. The source region 12, the drain region 13 and the gate electrode 18 are connected to respective wirings (not shown) formed on the interlayer insulating film 22 via the respective contact portions 23 and 24.

【0037】この半導体装置では、図示しないコンタク
ト部を介してゲート電極18に電圧が印加されると、ソ
ース領域12とドレイン領域13との間に流れる電流が
変調される。ここでは、側壁19が外側部に導電層(シ
リコン層19cおよびシリサイド層19d)を備えてい
るので、図7に示したように、コンタクト部23,24
の形成位置がずれて一部が側壁19と重なっても、導電
層を介してソース領域12またはドレイン領域13との
接続が確保される。よって、コンタクト抵抗のばらつき
が小さくなる。
In this semiconductor device, when a voltage is applied to gate electrode 18 via a contact portion (not shown), the current flowing between source region 12 and drain region 13 is modulated. Here, since the side wall 19 is provided with a conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) on the outside, the contact portions 23 and 24 are provided as shown in FIG.
Is formed, the connection with the source region 12 or the drain region 13 is ensured via the conductive layer even if a part thereof overlaps with the side wall 19. Therefore, variation in contact resistance is reduced.

【0038】また、ここでは、側壁19が絶縁層(酸化
層19aおよび窒化層19b)に加えて導電層(シリコ
ン層19cおよびシリサイド層19d)を備えているの
で、ソース領域12およびドレイン領域13とコンタク
ト部23,24との接触面積が確保され、かつ側壁19
の厚さが厚くなっている。よって、ソース領域12およ
びドレイン領域13を大きな注入エネルギーを用いて形
成できるようになっており、ソース領域12およびドレ
イン領域13が深い位置まで形成されている。すなわ
ち、それらの最深部における第2導電型の不純物(濃度
調整領域16)の濃度は低くなっており、寄生接合容量
が小さくなり、高い電流値が得られる。
Here, since side wall 19 includes a conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) in addition to the insulating layer (oxide layer 19a and nitride layer 19b), source region 12 and drain region 13 A contact area with the contact portions 23 and 24 is ensured, and the side wall 19
Is thicker. Therefore, the source region 12 and the drain region 13 can be formed using large implantation energy, and the source region 12 and the drain region 13 are formed to a deep position. That is, the concentration of the impurity of the second conductivity type (concentration adjustment region 16) in the deepest portion is low, the parasitic junction capacitance is small, and a high current value is obtained.

【0039】このように本実施の形態に係る半導体装置
では、ゲート電極18に対して、外側部に導電層(シリ
コン層19cおよびシリサイド層19d)を有する側壁
19を備えるようにしたので、コンタクト部23,24
の形成位置がずれてコンタクト部23,24の一部が側
壁19と重なってしまっても、導電層を介してソース領
域12またはドレイン領域13との接続を確保すること
ができ、コンタクト抵抗のばらつきを小さくすることが
できる。
As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the side wall 19 having the conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) is provided outside the gate electrode 18, so that the contact portion 23, 24
Even if the contact portions 23 and 24 partially overlap with the side wall 19 due to a shift in the formation position, the connection with the source region 12 or the drain region 13 can be secured via the conductive layer, and the contact resistance varies. Can be reduced.

【0040】また、特に、導電層としてシリサイド層1
9dを備えるようにしたので、抵抗を小さくすることが
でき、コンタクト抵抗のばらつきを更に小さくすること
ができる。
Further, in particular, the silicide layer 1 is used as the conductive layer.
9d, the resistance can be reduced, and the variation in contact resistance can be further reduced.

【0041】更に、本実施の形態では、ゲート電極18
の側壁19が絶縁層(酸化層19aおよび窒化層19
b)に加えて導電層(シリコン層19cおよびシリサイ
ド層19d)を備えるようにしたので、ソース領域12
およびドレイン領域13とコンタクト部23,24との
接触面積を確保しつつ、側壁19の厚さを厚くすること
ができる。よって、ソース領域12およびドレイン領域
13を形成する際に大きな注入エネルギーを用いても、
ソース領域12およびドレイン領域13の深さ方向と垂
直方向の幅を変えることなく、それらを深い位置まで形
成することができる。すなわち、ソース領域12および
ドレイン領域13の最深部を濃度調整領域16における
第2導電型の不純物の濃度が高い領域(例えばその最大
濃度の1/2以上の領域)よりも深い位置とすることが
できる。つまり、濃度調整領域16を形成する際に第2
導電型の不純物を全面に導入しても、ソース領域12お
よびドレイン領域13の最深部における第2導電型の不
純物の濃度を低くすることができる。従って、短チャネ
ル効果を抑制しつつ、寄生接合容量を小さくすることが
できる。
Further, in the present embodiment, the gate electrode 18
Of the insulating layer (the oxide layer 19a and the nitride layer 19)
Since a conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) is provided in addition to b), the source region 12
In addition, the thickness of the side wall 19 can be increased while ensuring a contact area between the drain region 13 and the contact portions 23 and 24. Therefore, even if a large implantation energy is used when forming the source region 12 and the drain region 13,
The source region 12 and the drain region 13 can be formed to a deep position without changing the width in the depth direction and the vertical direction. That is, the deepest part of the source region 12 and the drain region 13 is set to a position deeper than a region in the concentration adjusting region 16 where the concentration of the impurity of the second conductivity type is high (for example, a region of half or more of the maximum concentration). it can. That is, when forming the density adjustment region 16, the second
Even if the conductivity type impurity is introduced into the entire surface, the concentration of the second conductivity type impurity at the deepest part of the source region 12 and the drain region 13 can be reduced. Therefore, the parasitic junction capacitance can be reduced while suppressing the short channel effect.

【0042】加えて、本実施の形態に係る半導体装置の
製造方法によれば、シリコン層18aの側面に導電層
(シリコン層19cおよびシリサイド層19d)を有す
る側壁19を形成するようにしたので、容易に本実施の
形態に係る半導体装置を形成することができる。
In addition, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, side wall 19 having a conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) is formed on the side surface of silicon layer 18a. The semiconductor device according to the present embodiment can be easily formed.

【0043】更にまた、シリコン層18aの側面に酸化
層19a,窒化層19bおよびシリコン層19cを形成
したのち、これらをマスクとして第1導電型の不純物を
基板11に導入し、ソース領域12およびドレイン領域
13を形成するようにしたので、シリコン層19cの分
だけマスクの幅を厚くすることができ、第1導電型の不
純物を注入する際の注入エネルギーを大きくすることが
できる。よって、ソース領域12およびドレイン領域1
3の最深部を第2導電型の不純物の濃度が高い領域より
も深い位置とすることができる。
Further, after an oxide layer 19a, a nitride layer 19b and a silicon layer 19c are formed on the side surfaces of the silicon layer 18a, impurities of the first conductivity type are introduced into the substrate 11 by using these as a mask to form the source region 12 and the drain. Since the region 13 is formed, the width of the mask can be increased by the thickness of the silicon layer 19c, and the implantation energy for implanting the impurity of the first conductivity type can be increased. Therefore, the source region 12 and the drain region 1
The deepest part of No. 3 can be located deeper than a region where the concentration of the impurity of the second conductivity type is high.

【0044】加えてまた、シリコン層18aの側面に酸
化層19a,窒化層19bおよびシリコン層19cを形
成し、これらをマスクとしてソース領域12およびドレ
イン領域13を形成したのち、全面に金属層33を形成
して加熱し、シリサイド層12a,13a,18b,1
9dをそれぞれ形成するようにしたので、各シリサイド
層12a,13a,18b,19dを一工程で容易に形
成することができると共に、シリサイド層12a,13
aとシリサイド層19dとをそれぞれ一体として形成す
ることができ、コンタクト抵抗を小さくすることができ
る。
In addition, an oxide layer 19a, a nitride layer 19b, and a silicon layer 19c are formed on the side surfaces of the silicon layer 18a, and the source region 12 and the drain region 13 are formed using these as masks. Formed and heated, the silicide layers 12a, 13a, 18b, 1
9d, the respective silicide layers 12a, 13a, 18b and 19d can be easily formed in one step, and the silicide layers 12a and 13d can be formed easily.
a and the silicide layer 19d can be integrally formed, and the contact resistance can be reduced.

【0045】なお、本実施の形態に係る半導体装置の効
果を調べるために、この半導体装置(NチャネルMOS
トランジスタ)を形成し、ソース領域12およびドレイ
ン領域13の面積1.0μm2 における接合容量と、コ
ンタクト抵抗を測定した。その結果を表1に示す。
In order to examine the effect of the semiconductor device according to the present embodiment, the semiconductor device (N-channel MOS
Transistor) was formed, and the junction capacitance and the contact resistance of the source region 12 and the drain region 13 at an area of 1.0 μm 2 were measured. Table 1 shows the results.

【0046】 図8に示した従来の半導体装置(側壁19にシリコン層
19cおよびシリサイド層19dを備えないもの)につ
いても同様の実験を行ったところ、その接合容量は2.
5fFであり、コンタクト抵抗はコンタクト径が0.3
0μmの場合は5.0〜10.1Ω、コンタクト径が
0.26μmの場合は7.0〜12.0Ωであった。す
なわち、本実施の形態に係る半導体装置によれば、接合
容量を小さくすることができ、かつコンタクト抵抗のば
らつきも小さくすることができることが分かった。
[0046] A similar experiment was performed on the conventional semiconductor device shown in FIG. 8 (a device without the silicon layer 19c and the silicide layer 19d on the side wall 19).
5fF and the contact resistance is 0.3
When it was 0 μm, it was 5.0 to 10.1 Ω, and when it was 0.26 μm, it was 7.0 to 12.0 Ω. That is, according to the semiconductor device of the present embodiment, it has been found that the junction capacitance can be reduced and the variation in contact resistance can be reduced.

【0047】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもので
はなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態
においては、側壁19の導電層(シリコン層19cおよ
びシリサイド層19d)を絶縁層(酸化層19aおよび
窒化層19b)の側面全体に形成するようにしたが、側
面の一部に形成するようにしてもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the conductive layer (silicon layer 19c and silicide layer 19d) on the side wall 19 is formed on the entire side surface of the insulating layer (oxide layer 19a and nitride layer 19b). May be formed.

【0048】また、上記実施の形態においては、側壁1
9が導電層としてシリコン層19cとシリサイド層19
dとを有するようにしたが、いずれか一方のみでもよ
い。但し、シリサイド層19dの方が抵抗が低いので、
シリサイド層19dの方が好ましい。
In the above embodiment, the side wall 1
9 is a silicon layer 19c and a silicide layer 19 as conductive layers.
d, but only one of them may be used. However, since the resistance of the silicide layer 19d is lower,
The silicide layer 19d is more preferable.

【0049】更に、上記実施の形態においては、濃度調
整領域16をソース領域12とドレイン領域13との間
の領域全体に形成するようにしたが、ソース領域12と
ドレイン領域13との間の基板11の表面近傍におい
て、ソース領域12およびドレイン領域13の境界部分
やLDD領域14,15の境界部分に部分的に形成する
ようにしてもよい。また、濃度調整領域をソース領域1
2とドレイン領域13との間の領域全体に形成すると共
に、更にこのように部分的に形成するようにしてもよ
い。このように、ソース領域12およびドレイン領域1
3の境界部分やLDD領域14,15の境界部分に濃度
調整領域を形成する場合には、例えば、ゲート電極18
を構成するシリコン層18aを電極形状に加工したの
ち、側壁19(酸化層19aおよび窒化層19b)を形
成する前に、第2導電型の不純物を基板11に導入して
形成すればよい。
Further, in the above-described embodiment, the concentration adjusting region 16 is formed in the entire region between the source region 12 and the drain region 13, but the substrate between the source region 12 and the drain region 13 is formed. In the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 11, it may be formed partially at the boundary between the source region 12 and the drain region 13 and at the boundary between the LDD regions 14 and 15. Further, the density adjustment region is set to the source region 1.
It may be formed in the entire region between the second region 2 and the drain region 13 and may be partially formed as described above. Thus, the source region 12 and the drain region 1
In the case where the concentration adjustment region is formed at the boundary between the gate electrode 18 and the LDD regions 14 and 15,
After forming the silicon layer 18a constituting the electrode into an electrode shape, the second conductivity type impurity may be introduced into the substrate 11 before the sidewalls 19 (the oxide layer 19a and the nitride layer 19b) are formed.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
によれば、外側部に導電層を有する側壁を備えるように
したので、例えば、電極の近くにコンタクト部を形成す
る場合などにおいてコンタクト部の形成位置がずれてし
まい側壁と一部が重なってしまっても、導電層を介して
その接続を確保することができる。よって、コンタクト
抵抗のばらつきを小さくすることができるという効果を
奏する。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, since the side wall having the conductive layer is provided on the outer portion, the contact portion is formed, for example, when the contact portion is formed near the electrode. Even if the formation position shifts and the side wall partially overlaps, the connection can be secured through the conductive layer. Therefore, there is an effect that variation in contact resistance can be reduced.

【0051】また、導電層によりコンタクト部の安定し
た接続を確保できるので、導電層の分だけ側壁を厚くす
ることができ、例えば、側壁をマスクとして不純物領域
を形成する場合などにおいて不純物を大きなエネルギー
を用いて導入しても、不純物領域を深さ方向に対して垂
直な方向の幅については変化させることなく深い位置ま
で形成することができる。よって、例えば、濃度調整領
域を形成する場合であっても、不純物領域の最深部にお
ける第2導電型の不純物の濃度を低くすることができ、
寄生接合容量を小さくすることができるという効果も奏
する。
Further, since a stable connection of the contact portion can be ensured by the conductive layer, the side wall can be made thicker by the amount of the conductive layer. For example, when an impurity region is formed by using the side wall as a mask, the impurity has a large energy. Even if the impurity region is introduced, the impurity region can be formed to a deep position without changing the width in the direction perpendicular to the depth direction. Therefore, for example, even when the concentration adjustment region is formed, the concentration of the impurity of the second conductivity type at the deepest portion of the impurity region can be reduced,
There is also an effect that the parasitic junction capacitance can be reduced.

【0052】更に、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、電極の側面に導電層を有する側壁を形成するよう
にしたので、容易に本発明の半導体装置を形成すること
ができる。特に、電極の側面に導電層を有する側壁を形
成したのち、この側壁をマスクとして不純物領域を形成
するようにすれば、導電層の分だけマスクの幅を厚くす
ることができ、不純物を導入する際のエネルギーを大き
くすることができる。よって、短チャネル効果抑制のた
めの濃度調整領域を形成する場合であっても、不純物層
の最深部を第2導電型の不純物の濃度が高い領域よりも
深い位置とすることができ、本発明の半導体装置を容易
に実現できるという効果を奏する。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the side wall having the conductive layer is formed on the side surface of the electrode, the semiconductor device of the present invention can be easily formed. In particular, if a sidewall having a conductive layer is formed on the side surface of the electrode, and then the impurity region is formed using the sidewall as a mask, the width of the mask can be increased by the amount of the conductive layer and impurities are introduced. Energy at the time can be increased. Therefore, even when the concentration adjusting region for suppressing the short channel effect is formed, the deepest portion of the impurity layer can be located at a position deeper than the region where the concentration of the impurity of the second conductivity type is high. The semiconductor device of the present invention can be easily realized.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体装置の構成
を表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した半導体装置の変形例を表す断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a modification of the semiconductor device illustrated in FIG.

【図3】図1に示した半導体装置の濃度調整領域におけ
る深さ方向の第2導電型の不純物濃度分布を表す特性図
である。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating a second conductivity type impurity concentration distribution in a depth direction in a concentration adjustment region of the semiconductor device illustrated in FIG. 1;

【図4】図1に示した半導体装置の各製造工程を表す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating each manufacturing process of the semiconductor device illustrated in FIG.

【図5】図4に続く各製造工程を表す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating each manufacturing step following FIG. 4;

【図6】図5に続く各製造工程を表す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating each manufacturing step following FIG. 5;

【図7】図1に示した半導体装置の作用を説明するため
の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view for explaining the operation of the semiconductor device shown in FIG. 1;

【図8】従来の半導体装置の構成を表す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板、11a…ウェル領域、12…ソース領域
(不純物領域)、12a,13a,18b,19d…シ
リサイド層、13…ドレイン領域(不純物領域)、1
4,15…LLD領域、16…濃度調整領域、17…ゲ
ート絶縁膜(絶縁層)、18…ゲート電極(電極)、1
8a,19c…シリコン層、19…側壁、19a…酸化
層、19b…窒化層、21…素子分離領域、22…層間
絶縁膜、23,24…コンタクト部、31…補助層、3
2…レジスト膜
11 ... substrate, 11a ... well region, 12 ... source region (impurity region), 12a, 13a, 18b, 19d ... silicide layer, 13 ... drain region (impurity region), 1
4, 15: LLD region, 16: concentration adjusting region, 17: gate insulating film (insulating layer), 18: gate electrode (electrode), 1
8a, 19c silicon layer, 19 side wall, 19a oxide layer, 19b nitride layer, 21 element isolation region, 22 interlayer insulating film, 23, 24 contact part, 31 auxiliary layer, 3
2. Resist film

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に形成されると共に前
記半導体基板の厚さ方向に沿って側面を有する電極と、 この電極の側面に形成されると共に外側部の少なくとも
一部に導電層を有する側壁とを備えたことを特徴とする
半導体装置。
1. An electrode formed on a surface of a semiconductor substrate and having a side surface along a thickness direction of the semiconductor substrate, and a conductive layer formed on a side surface of the electrode and at least part of an outer portion. A semiconductor device comprising a side wall.
【請求項2】 前記側壁は、内側部に絶縁層を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said side wall has an insulating layer inside.
【請求項3】 前記導電層はシリサイド層を有すること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive layer has a silicide layer.
【請求項4】 更に、半導体基板の内部に、前記電極を
挟むように第1導電型の不純物を導入して形成された一
対の不純物領域を備えると共に、前記電極は半導体基板
の表面に絶縁膜を介して形成され、かつ前記導電層はこ
れら一対の不純物領域とそれぞれ電気的に接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. A semiconductor substrate further comprising a pair of impurity regions formed by introducing an impurity of a first conductivity type so as to sandwich the electrode inside the semiconductor substrate, and the electrode has an insulating film on a surface of the semiconductor substrate. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive layer is electrically connected to said pair of impurity regions.
【請求項5】 更に、前記一対の不純物領域の表面にシ
リサイド層をそれぞれ備えると共に、前記導電層はこれ
らシリサイド層を介して前記一対の不純物領域とそれぞ
れ電気的に接続されていることを特徴とする請求項4記
載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a silicide layer provided on a surface of each of said pair of impurity regions, and wherein said conductive layer is electrically connected to said pair of impurity regions via said silicide layers. The semiconductor device according to claim 4, wherein
【請求項6】 更に、半導体基板の内部に、前記電極に
対応して第2導電型の不純物を導入して形成された濃度
調整領域を備えたことを特徴とする請求項4記載の半導
体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, further comprising a concentration adjusting region formed by introducing an impurity of a second conductivity type corresponding to said electrode inside said semiconductor substrate. .
【請求項7】 前記濃度調整領域のうち不純物濃度がそ
の最大濃度の1/2以上の領域は、前記不純物領域の半
導体基板の深さ方向における最深部よりも表面側に位置
していることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
7. A semiconductor device according to claim 1, wherein a region of the concentration adjusting region having an impurity concentration equal to or more than の of a maximum concentration thereof is located closer to a surface than a deepest portion of the impurity region in a depth direction of the semiconductor substrate. 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 半導体基板の表面に、前記半導体基板の
厚さ方向に沿って側面を有する電極を形成する工程と、 前記電極の側面に、外側部の少なくとも一部に導電層を
有する側壁を形成する工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
8. A step of forming an electrode having a side surface along a thickness direction of the semiconductor substrate on a surface of the semiconductor substrate; and forming a side wall having a conductive layer on at least a part of an outer portion on the side surface of the electrode. Forming a semiconductor device.
【請求項9】 前記電極の側面に側壁を形成する工程
は、 電極の側面に絶縁層を形成する工程と、 電極の側面に前記絶縁層を形成したのち、前記絶縁層の
側面の少なくとも一部に導電層を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方
法。
9. The step of forming a side wall on the side surface of the electrode, the step of forming an insulating layer on the side surface of the electrode, the step of forming the insulating layer on the side surface of the electrode, and at least a part of the side surface of the insulating layer 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising the step of forming a conductive layer.
【請求項10】 前記導電層を含む側壁を形成する工程
は、 前記絶縁層の側面の少なくとも一部にシリコン層を形成
する工程と、 前記シリコン層を形成したのち、シリコン層の側面上に
金属層を形成し、加熱してシリコン層の少なくとも一部
と金属層とを反応させることによりシリサイド層を形成
する工程とを含むことを特徴とする請求項9記載の半導
体装置の製造方法。
10. The step of forming a side wall including the conductive layer includes: forming a silicon layer on at least a part of a side surface of the insulating layer; and forming a metal layer on the side surface of the silicon layer after forming the silicon layer. 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, further comprising the step of forming a layer and heating to react at least a part of the silicon layer with the metal layer to form a silicide layer.
【請求項11】 更に、半導体基板に対して第1導電型
の不純物を選択的に導入し、一対の不純物領域をそれぞ
れ形成する工程を含むと共に、前記電極を形成する工程
では、電極を半導体基板の上に絶縁層を介して形成し、
かつ前記側壁を形成する工程では、導電層を一対の不純
物領域と電気的に接続させて形成することを特徴とする
請求項8記載の半導体装置の製造方法。
11. The method according to claim 11, further comprising the step of selectively introducing an impurity of the first conductivity type into the semiconductor substrate to form a pair of impurity regions, respectively. Formed over the insulating layer,
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein in the step of forming the side wall, the conductive layer is formed by being electrically connected to the pair of impurity regions.
【請求項12】 前記側壁を形成する工程は、電極の側
面上に絶縁層を形成する工程と、絶縁層の側面上の少な
くとも一部にシリコン層を形成する工程と、シリコン層
の側面上に金属層を形成し、加熱してシリコン層の少な
くとも一部と金属層とを反応させ、シリサイド層を形成
する工程とを含むと共に、前記一対の不純物領域を形成
する工程においては、シリコン層を形成したのちシリサ
イド層を形成する前に、電極と絶縁層とシリコン層とを
マスクとして一対の不純物領域をそれぞれ形成し、更
に、側壁のシリサイド層を形成するのと同時に、一対の
不純物領域それぞれの上にも金属層を形成し、加熱して
それらの一部と金属層とをそれぞれ反応させ、シリサイ
ド層をそれぞれ形成する工程を含むことを特徴とする請
求項11記載の半導体装置の製造方法。
12. The step of forming the side wall includes forming an insulating layer on a side surface of the electrode, forming a silicon layer on at least a part of the side surface of the insulating layer, and forming a silicon layer on the side surface of the silicon layer. Forming a metal layer, heating and reacting at least a portion of the silicon layer with the metal layer to form a silicide layer, and forming the pair of impurity regions. After that, before forming the silicide layer, a pair of impurity regions are respectively formed using the electrode, the insulating layer, and the silicon layer as a mask, and further, simultaneously with forming the silicide layer on the side wall, a pair of impurity regions are formed. 12. The semiconductor according to claim 11, further comprising a step of forming a metal layer, heating and causing a part of the metal layer to react with the metal layer, and forming a silicide layer. Device manufacturing method.
【請求項13】 更に、半導体基板に第2導電型の不純
物を導入して濃度調整領域を形成する工程を含むことを
特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
13. The method according to claim 8, further comprising the step of introducing a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate to form a concentration adjusting region.
【請求項14】 濃度調整領域を形成したのちに電極を
形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置
の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein an electrode is formed after forming the concentration adjusting region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1280191A2 (en) * 2001-07-25 2003-01-29 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. A method to form elevated source/drain regions using polysilicon spacers
JP2008053349A (en) * 2006-08-23 2008-03-06 Elpida Memory Inc Mos transistor, semiconductor device, and its manufacturing method

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EP1280191A3 (en) * 2001-07-25 2003-08-06 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. A method to form elevated source/drain regions using polysilicon spacers
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