JPH11312803A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH11312803A
JPH11312803A JP10117974A JP11797498A JPH11312803A JP H11312803 A JPH11312803 A JP H11312803A JP 10117974 A JP10117974 A JP 10117974A JP 11797498 A JP11797498 A JP 11797498A JP H11312803 A JPH11312803 A JP H11312803A
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JP
Japan
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gate electrode
film
forming
polycrystalline silicon
gate
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Application number
JP10117974A
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Japanese (ja)
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Hirobumi Sumi
博文 角
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Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a semiconductor device on which a silicide layer of low sheet resistance can be formed on the surface of a gate electrode. SOLUTION: A polycrystalline silicon film 4 is formed on a semiconductor substrate 1 via a gate insulating film 3. boron ions are introduced into the polycrystalline silicon film 4. Gate electrodes 4a and 4b are formed by patterning the polycrystalline silicon film 4 and the gate insulating film 3. N-type impurity ions are introduced into the gate electrode 4a, and the gate electrode is formed into an n-type. After a sidewall has been formed on the sidewall of the gate electrodes 4a and 4b, and the natural oxide film on the surface of the gate electrodes 4a and 4b is removed by treating the surface of the gate electrodes 4a and 4b with a chemical solution. After the formation of a metal film on the semiconductor substrate 1 n a state in which the gate electrode is covered, the metal film and the gate electrodes 4a and 4b are made to react with each other, and a silicide layer 10 is formed on the surface layer of the gate electrodes 4a and 4b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法い関し、ゲート電極の表面層にシリサイド層を有す
る半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a silicide layer on a surface layer of a gate electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化及び高機能化に伴
い素子構造の微細化が進行すると、MOSトランジスタ
においてはゲート電極が細線化しソース・ドレイン拡散
層がシャロー化するため、これらのシート抵抗が上昇す
る。そこで、素子構造の微細化が進行した半導体装置に
おいては、ゲート電極やソース・ドレイン拡散層の表面
層をシリサイド化することによって、上記シート抵抗の
上昇を抑制している。
2. Description of the Related Art When the element structure is miniaturized in accordance with high integration and high functionality of a semiconductor device, in a MOS transistor, a gate electrode becomes thinner and a source / drain diffusion layer becomes shallower. Rises. Therefore, in a semiconductor device in which the element structure has been miniaturized, the increase in the sheet resistance is suppressed by siliciding the surface layers of the gate electrode and the source / drain diffusion layers.

【0003】そして、このような半導体装置を製造する
には、先ず、図5(1)に示すように、半導体基板51
上にゲート絶縁膜52を介して多結晶シリコン膜53を
形成する。次に、図5(2)に示すように、多結晶シリ
コン膜53及びゲート絶縁膜52をパターニングしてゲ
ート電極53aを形成する。その後、ゲート電極53a
の側壁にサイドウォール54を形成すると共に、半導体
基板51の露出表面層及びゲート電極53aに不純物を
導入する。これによって、半導体基板51の表面層にソ
ース・ドレイン拡散層55を形成すると共にゲート電極
53に導電性を持たせる。次いで、図5(3)に示すよ
うに、ゲート電極53a及び半導体基板51の表面層に
シリサイド層56を形成する。この場合先ず、前処理と
して薬液処理を行うことで、ゲート電極53a及び半導
体基板51表面の自然酸化膜を除去する。その後、ゲー
ト電極53aを覆う状態で半導体基板51上に金属膜を
形成し、この金属膜とゲート電極53a及び半導体基板
51とを反応させてこれらの表面層にシリサイド層56
を形成する。その後、図5(4)に示すように、層間絶
縁膜57、接続孔58及び上層配線59を形成して半導
体装置を完成させる。
In order to manufacture such a semiconductor device, first, as shown in FIG.
A polycrystalline silicon film 53 is formed thereover via a gate insulating film 52. Next, as shown in FIG. 5B, the polycrystalline silicon film 53 and the gate insulating film 52 are patterned to form a gate electrode 53a. After that, the gate electrode 53a
Is formed on the side wall of the semiconductor substrate 51 and impurities are introduced into the exposed surface layer of the semiconductor substrate 51 and the gate electrode 53a. As a result, the source / drain diffusion layer 55 is formed on the surface layer of the semiconductor substrate 51, and the gate electrode 53 is made conductive. Next, as shown in FIG. 5C, a silicide layer 56 is formed on the gate electrode 53a and the surface layer of the semiconductor substrate 51. In this case, first, a chemical solution treatment is performed as a pre-treatment to remove the natural oxide film on the surface of the gate electrode 53a and the semiconductor substrate 51. Thereafter, a metal film is formed on the semiconductor substrate 51 so as to cover the gate electrode 53a, and the metal film reacts with the gate electrode 53a and the semiconductor substrate 51 to form a silicide layer 56 on these surface layers.
To form Thereafter, as shown in FIG. 5D, an interlayer insulating film 57, a connection hole 58, and an upper wiring 59 are formed to complete the semiconductor device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法に
よって得られた半導体装置のゲート部分は、半導体基板
上にゲート絶縁膜、多結晶シリコン膜及びシリサイド層
を順に設けた構成になることら、抵抗成分とキャパシタ
成分とを有することになる。この結果、MOSトランジ
スタがONの状態において、ゲート電極の多結晶シリコ
ン部分が空乏化してゲート電極の容量が増加し、ゲート
絶縁膜の膜厚が増加したと同等になる。これは、チャネ
ル電流を低下させる要因になる。
However, the gate portion of the semiconductor device obtained by the above method has a structure in which a gate insulating film, a polycrystalline silicon film, and a silicide layer are sequentially provided on a semiconductor substrate. Component and a capacitor component. As a result, when the MOS transistor is in the ON state, the polycrystalline silicon portion of the gate electrode is depleted, the capacitance of the gate electrode increases, which is equivalent to an increase in the thickness of the gate insulating film. This causes a reduction in channel current.

【0005】そこで、ゲート電極の表面層にシリサイド
層を形成する場合には、多結晶シリコン膜における不純
物濃度を増加させることで上記空乏化によるチャネル電
流の低下を防止する必要がある。しかしながら、多結晶
シリコン膜中の不純物濃度を増加させることは、不純物
導入の際に多結晶シリコン膜の表面に荒れを生じさせる
要因になる。この結果、ゲート電極の表面層に形成され
るシリサイド層の膜厚が不均一になり、シート抵抗の上
昇を抑えることができなくなる。特に、n型不純物を導
入したゲート電極においては、導入する不純物やシリサ
イド化させる金属を選択しても、上記空乏化を抑えた条
件でシート抵抗の上昇を抑えることが可能なシリサイド
層を形成することができない。
Therefore, when a silicide layer is formed on the surface layer of the gate electrode, it is necessary to prevent a decrease in channel current due to the depletion by increasing the impurity concentration in the polycrystalline silicon film. However, increasing the impurity concentration in the polycrystalline silicon film becomes a factor of causing the surface of the polycrystalline silicon film to be rough when introducing impurities. As a result, the thickness of the silicide layer formed on the surface layer of the gate electrode becomes uneven, and it becomes impossible to suppress an increase in sheet resistance. In particular, in a gate electrode into which an n-type impurity is introduced, a silicide layer capable of suppressing an increase in sheet resistance under the above-described depletion-suppressing conditions is formed even when an impurity to be introduced or a metal to be silicided is selected. Can not do.

【0006】また、上記の場合以外でも、薬液処理によ
って除去されるゲート電極表面の自然酸化膜が不均一で
ある場合や、この自然酸化膜を除去する際のエッチング
がその下地である多結晶シリコンに達して多結晶シリコ
ンの結晶粒界で多量にエッチングが進んだ場合にも、ゲ
ート電極の表面に荒れが生じる。そして、このようなゲ
ート電極の表面層に形成されるシリサイド層は、膜厚が
不均一でシート抵抗を抑える効果が低いものになる。
In addition to the above cases, when the natural oxide film on the surface of the gate electrode removed by the chemical treatment is non-uniform, or when the natural oxide film is removed by etching, , The etching proceeds in a large amount at the crystal grain boundary of polycrystalline silicon, and the surface of the gate electrode becomes rough. The silicide layer formed on the surface layer of such a gate electrode has a non-uniform film thickness and a low effect of suppressing sheet resistance.

【0007】そこで、本発明はゲート電極のシート抵抗
の低減化を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of reducing the sheet resistance of a gate electrode.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明はゲート電極の表面層にシリサイド層を設けて
なる半導体装置の製造方法であり、請求項1記載の製造
方法は以下のように行うことを特徴としている。先ず、
第1工程では、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して多
結晶シリコン膜を形成し、第2工程ではこの多結晶シリ
コン膜にホウ素イオンまたはホウ素を含有する化合物イ
オンを導入する。その後第3工程で多結晶シリコン膜か
らなるゲート電極をパターン形成し、第4工程では、こ
のゲート電極にn型の不純物イオンを導入してn型にす
る。次いで、第5工程でゲート電極の側壁にサイドウォ
ールを形成し、熱処理による活性化を施す。第6工程で
ゲート電極の表面を薬液処理して表面の自然酸化膜を除
去した後、第7工程では、ゲート電極を覆う状態で半導
体基板上に金属膜を形成して反応させ、ゲート電極の表
面層にシリサイド層を形成する。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device in which a silicide layer is provided on a surface layer of a gate electrode. It is characterized by performing. First,
In a first step, a polycrystalline silicon film is formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film. In a second step, boron ions or boron-containing compound ions are introduced into the polycrystalline silicon film. Then, in a third step, a gate electrode made of a polycrystalline silicon film is patterned, and in a fourth step, n-type impurity ions are introduced into the gate electrode to make it n-type. Next, in a fifth step, side walls are formed on the side walls of the gate electrode, and activation is performed by heat treatment. After removing the natural oxide film on the surface of the gate electrode by performing a chemical treatment in the sixth step, in the seventh step, a metal film is formed on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode, and the reaction is performed. A silicide layer is formed on the surface layer.

【0009】上記請求項1の製造方法によれば、多結晶
シリコン膜に不純物としてホウ素を導入することで、当
該多結晶シリコン膜の結晶粒径が小さくなる。このた
め、この多結晶シリコン膜をパターニングして得たゲー
ト電極をn型にして薬液処理を行う際、結晶粒の界面に
おける薬液エッチングがゲート電極の深さ方向に進行し
難くなり、ゲート電極の表面荒れが抑えられる。したが
って、n型のゲート電極の表面層に形成したシリサイド
層の膜厚の均一化が図られる。
According to the manufacturing method of the first aspect, by introducing boron as an impurity into the polycrystalline silicon film, the crystal grain size of the polycrystalline silicon film is reduced. For this reason, when performing a chemical treatment with the gate electrode obtained by patterning the polycrystalline silicon film being made n-type, the chemical etching at the interface between the crystal grains does not easily progress in the depth direction of the gate electrode, and the Surface roughness can be suppressed. Therefore, the thickness of the silicide layer formed on the surface layer of the n-type gate electrode can be made uniform.

【0010】そして、請求項2記載の製造方法は、上記
請求項1記載の製造方法における第4工程において、n
型のゲート電極を形成する領域のみにn型の不純物イオ
ンを導入する方法である。この製造方法では、n型のゲ
ート電極を形成する領域以外の領域のゲート電極がp型
になり、n型のゲート電極とp型のゲート電極とを備え
た半導体装置が得られる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method according to the first aspect,
This is a method in which n-type impurity ions are introduced only into the region where the gate electrode of the type is to be formed. According to this manufacturing method, the gate electrode in a region other than the region where the n-type gate electrode is formed becomes p-type, and a semiconductor device including the n-type gate electrode and the p-type gate electrode is obtained.

【0011】さらに、請求項4記載の製造方法は、第1
工程で半導体基板上にゲート絶縁膜を形成した後、第2
工程では多結晶シリコン薄膜の成膜を複数回繰り返し行
うことによって、このゲート絶縁膜上に当該多結晶シリ
コン薄膜を積層してなる多結晶シリコン膜を形成するこ
とを特徴としている。その後第3工程では、多結晶シリ
コン膜からなるゲート電極をパターン形成し、第4工程
では、このゲート電極に不純物イオンを導入し、次の第
5工程以降は、請求項1記載の方法と同様に行う。
Further, the manufacturing method according to claim 4 is characterized in that:
After forming the gate insulating film on the semiconductor substrate in the process, the second
The process is characterized in that a polycrystalline silicon thin film is formed by laminating the polycrystalline silicon thin film on the gate insulating film by repeatedly forming a polycrystalline silicon thin film a plurality of times. Thereafter, in a third step, a gate electrode made of a polycrystalline silicon film is patterned, and in a fourth step, impurity ions are introduced into the gate electrode. To do.

【0012】上記請求項4記載の製造方法では、多結晶
シリコン膜をパターニングして得られたゲート電極は、
多結晶シリコン薄膜が積層されたものになる。このた
め、ゲート電極を形成する多結晶シリコン膜は、深さ方
向の結晶粒径が小さいものになる。したがって、この多
結晶シリコン膜をパターニングして得たゲート電極の自
然酸化膜を除去する際には、結晶粒の界面における薬液
エッチングがゲート電極の深さ方向に進行し難くなり、
ゲート電極の表面荒れが抑えられる。この結果、ゲート
電極の表面層に形成したシリサイド層の膜厚の均一化が
図られる。
In the manufacturing method according to the fourth aspect, the gate electrode obtained by patterning the polycrystalline silicon film is
A polycrystalline silicon thin film is laminated. Therefore, the polycrystalline silicon film forming the gate electrode has a small crystal grain size in the depth direction. Therefore, when removing the native oxide film of the gate electrode obtained by patterning this polycrystalline silicon film, the chemical solution etching at the interface of the crystal grains does not easily progress in the depth direction of the gate electrode,
The surface roughness of the gate electrode can be suppressed. As a result, the thickness of the silicide layer formed on the surface layer of the gate electrode can be made uniform.

【0013】そして、請求項5記載の製造方法は、上記
請求項4の製造方法の第2工程において、多結晶シリコ
ン薄膜の成膜の間に、当該多結晶シリコン薄膜の表面に
酸化薄膜を形成する方法である。この製造方法では、多
結晶シリコン薄膜間が酸化薄膜によって分離され、深さ
方向へ上記薬液エッチングの進行が確実に防止されるよ
うになる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the second step of the fourth aspect, an oxide thin film is formed on the surface of the polycrystalline silicon thin film during the formation of the polycrystalline silicon thin film. How to In this manufacturing method, the polycrystalline silicon thin films are separated by the oxide thin film, and the progress of the chemical etching in the depth direction can be reliably prevented.

【0014】さらに、請求項7記載の製造方法は、第1
工程で半導体基板上にゲート絶縁膜を形成した後、第2
工程ではゲート絶縁膜上に非晶質リシリコン膜を形成
し、第3工程ではこの非晶質シリコン膜及び前記ゲート
絶縁膜をパターニングしてゲート電極を形成することを
特徴としている。その後、第4工程ではこのゲート電極
に不純物イオンを注入し、次の第5工程以降は請求項1
記載の方法と同様に行う。
Further, the manufacturing method according to claim 7 is characterized in that:
After forming the gate insulating film on the semiconductor substrate in the process, the second
In the step, an amorphous silicon film is formed on the gate insulating film, and in the third step, the amorphous silicon film and the gate insulating film are patterned to form a gate electrode. Thereafter, in a fourth step, impurity ions are implanted into the gate electrode.
Perform in the same manner as described.

【0015】上記請求項7記載の製造方法では、非晶質
シリコン膜をパターニングしてゲート電極が得られるた
め、当該ゲート電極表面においては酸化が均一に進行す
る。したがって、ゲート電極表面には均一な膜厚の自然
酸化膜が形成され、この自然酸化膜を薬液処理によって
除去して得られたゲート電極は、表面荒れが抑えられた
ものになる。その結果、このゲート電極の表面層に形成
したシリサイド層の膜厚の均一化が図られる。
In the manufacturing method according to the seventh aspect, since the gate electrode is obtained by patterning the amorphous silicon film, the oxidation proceeds uniformly on the surface of the gate electrode. Therefore, a natural oxide film having a uniform thickness is formed on the surface of the gate electrode, and the gate electrode obtained by removing the natural oxide film by the chemical treatment has a reduced surface roughness. As a result, the thickness of the silicide layer formed on the surface layer of the gate electrode can be made uniform.

【0016】また、上記請求項1、4、7の製造方法に
おいては、それぞれの第4工程において、ゲート電極を
覆う状態で窒化シリコン膜を形成し、この窒化シリコン
膜を介して当該ゲート電極に不純物イオンを導入しても
良い。このようにした場合には、窒化シリコン膜を介し
てゲート電極に不純物イオンが導入されるため、酸素原
子のノックオンによるゲート電極の荒れが防止される。
Further, in the manufacturing method according to the first, fourth and seventh aspects, in each of the fourth steps, a silicon nitride film is formed so as to cover the gate electrode, and the gate electrode is formed on the gate electrode via the silicon nitride film. Impurity ions may be introduced. In such a case, since impurity ions are introduced into the gate electrode through the silicon nitride film, the gate electrode is prevented from being roughened due to knock-on of oxygen atoms.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法を、nチャンネルMOSトランジスタとpチャンネ
ルMOSトランジスタとを同一の半導体基板上に設けて
なるCMOSの製造方法に適用した実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is applied to a method of manufacturing a CMOS in which an n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor are provided on the same semiconductor substrate. This will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】(第1実施形態)図1は、請求項1及び請
求項2記載の発明を適用した第1実施形態の半導体装置
の製造方法を示す断面工程図であり、この図を用いて本
発明の第1実施形態を説明する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional process view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, to which the present invention is applied. A first embodiment of the invention will be described.

【0019】先ず、図1(1)に示すように、シリコン
からなる半導体基板1の表面側に素子分離領域2を形成
した後、半導体基板1の表面側に酸化シリコンからなる
ゲート絶縁膜3を形成する。その後、素子分離領域2及
びゲート絶縁膜3上に、例えばCVD(Chemical Vapor
Deposition)法によって、多結晶シリコン膜4を形成す
る。多結晶シリコン膜4の膜厚は200nmとし、以下
に、この多結晶シリコン膜4の形成条件の一例を示す。 成膜ガス及び流量;シラン (SiH4 )=100sccm、 ヘリウム(H2 ) =400sccm、 窒素 (N2 ) =200sccm、 成膜雰囲気圧力 ;70Pa、 半導体基板温度 ;610℃。 ここでsccmとは、standard cubic centimeter/minutes
であることとする。
First, as shown in FIG. 1A, after an element isolation region 2 is formed on the surface side of a semiconductor substrate 1 made of silicon, a gate insulating film 3 made of silicon oxide is formed on the surface side of the semiconductor substrate 1. Form. Thereafter, for example, CVD (Chemical Vapor) is formed on the element isolation region 2 and the gate insulating film 3.
The polycrystalline silicon film 4 is formed by a Deposition method. The thickness of the polycrystalline silicon film 4 is 200 nm, and an example of conditions for forming the polycrystalline silicon film 4 will be described below. Silane (SiH 4 ) = 100 sccm, helium (H 2 ) = 400 sccm, nitrogen (N 2 ) = 200 sccm, deposition atmosphere pressure: 70 Pa, semiconductor substrate temperature: 610 ° C. Here, sccm is standard cubic centimeter / minutes
It is assumed that

【0020】その後、イオン注入によって、多結晶シリ
コン膜4の全面にホウ素イオン(B+ )またはホウ素を
含有する化合物イオン(例えば2フッ化ホウ素イオン、
BF2 + )を導入する。ここでは一例として、B+ を、
5keVの注入エネルギーで1015個/cm2 程度のド
ーズ量で導入する。
Thereafter, boron ions (B + ) or compound ions containing boron (for example, boron difluoride ion,
BF 2 + ). Here, as an example, B +
The implantation energy is 5 keV and the dose is about 10 15 / cm 2 .

【0021】次に、図1(2)に示すように、多結晶シ
リコン膜4及びゲート絶縁膜3をパターニングしてゲー
ト電極4a,4bを形成する。このパターニングは、こ
こでは図示を省略したレジストパターンをマスクに用い
たドライエッチングにて行うこととし、以下にこのドラ
イエッチング条件の一例を示す。 エッチングガス及び流量;塩素(Cl2 ) = 75sccm、 ;酸素(O2 ) = 2sccm、 ;シュウ化水素(HBr)=120sccm、 エッチング雰囲気圧力 ;1Pa、 RFパワー ; 60W、 マイクロ波電力 ;850W。 ドライエッチング終了後、上記レジストパターンを除去
する。
Next, as shown in FIG. 1B, the polycrystalline silicon film 4 and the gate insulating film 3 are patterned to form gate electrodes 4a and 4b. This patterning is performed by dry etching using a resist pattern (not shown) as a mask, and an example of the dry etching conditions will be described below. Etching gas and flow rate: chlorine (Cl 2 ) = 75 sccm; oxygen (O 2 ) = 2 sccm; hydrogen sulfide (HBr) = 120 sccm; etching atmosphere pressure: 1 Pa; RF power: 60 W; After completion of the dry etching, the resist pattern is removed.

【0022】以上の後、LDD拡散層5,6を形成する
ための不純物を、半導体基板1の表面層に導入する。こ
こでは、pチャンネルMOSトランジスタを形成するp
型領域1bを覆うレジストパターン(図示省略)と、ゲ
ート電極4aとをマスクにして、nチャンネルMOSト
ランジスタを形成するn型領域1aにn型のLDD拡散
層5を形成するための不純物を導入する。一例として
は、砒素イオン(As+)を30keVの注入エネルギ
ーで1013個/cm2 程度のドーズ量で導入する。一
方、n型領域1aを覆うレジストパターン(図示省略)
と、ゲート電極4bとをマスクにして、p型領域1bに
p型のLDD拡散層6を形成するため不純物を導入す
る。一例としては、B+ を30keVの注入エネルギー
で1013個/cm2 程度のドーズ量で導入する。上記各
不純物は、半導体基板1の表面層及びマスクになるゲー
ト電極4a,4bにも導入される。尚、各イオン注入終
了後には、マスクを用いた上記各レジストパターンを除
去する。
After the above, impurities for forming the LDD diffusion layers 5 and 6 are introduced into the surface layer of the semiconductor substrate 1. Here, a p-channel MOS transistor is formed.
Using a resist pattern (not shown) covering mold region 1b and gate electrode 4a as a mask, an impurity for forming n-type LDD diffusion layer 5 is introduced into n-type region 1a where an n-channel MOS transistor is to be formed. . As an example, arsenic ions (As + ) are introduced at an implantation energy of 30 keV and at a dose of about 10 13 / cm 2 . On the other hand, a resist pattern covering the n-type region 1a (not shown)
And the gate electrode 4b as a mask, an impurity is introduced to form the p-type LDD diffusion layer 6 in the p-type region 1b. As an example, B + is introduced at an implantation energy of 30 keV and at a dose of about 10 13 / cm 2 . The respective impurities are also introduced into the surface layer of the semiconductor substrate 1 and the gate electrodes 4a and 4b serving as masks. After completion of each ion implantation, each of the resist patterns using the mask is removed.

【0023】次に、図1(3)に示すように、ゲート電
極4a,4b及びゲート絶縁膜3の側壁に、絶縁性のサ
イドウォール7を形成する。この場合、先ず、ゲート電
極4a,4b及びゲート絶縁膜3を覆う状態で、半導体
基板1上に酸化シリコン膜(図示省略)を10nm程度
の膜厚に成膜し、次いで窒化シリコン膜(図示省略)を
30nm程度の膜厚に成膜する。以下に、CVD法によ
る上記酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の成膜条件の
一例を示す。 ・酸化シリコン膜の成膜条件、 成膜ガス及び流量;TEOS(tetraethoxy silane)=50sccm、 成膜雰囲気圧力 ;40Pa、 半導体基板温度 ;720℃。 ・窒化シリコン膜の成膜条件、 成膜ガス及び流量;2塩化シラン(SiH2 Cl2 )=0.05slm 、 ;アンモニア (NH3 ) =0.20slm 、 ;窒素(N2 ) =0.20slm 、 成膜雰囲気圧力 ;70Pa、 半導体基板温度 ;760℃。
Next, as shown in FIG. 1C, an insulating sidewall 7 is formed on the side walls of the gate electrodes 4a and 4b and the gate insulating film 3. In this case, first, a silicon oxide film (not shown) is formed to a thickness of about 10 nm on the semiconductor substrate 1 so as to cover the gate electrodes 4a and 4b and the gate insulating film 3, and then a silicon nitride film (not shown) ) Is formed to a thickness of about 30 nm. The following is an example of conditions for forming the silicon oxide film and the silicon nitride film by the CVD method. -Silicon oxide film deposition conditions, deposition gas and flow rate: TEOS (tetraethoxy silane) = 50 sccm, deposition atmosphere pressure: 40 Pa, semiconductor substrate temperature: 720 ° C. Film formation conditions of the silicon nitride film, the film forming gas and flow rate: 2 dichlorosilane (SiH 2 Cl 2) = 0.05slm ,; ammonia (NH 3) = 0.20slm,; nitrogen (N 2) = 0.20slm , Film forming atmosphere pressure; 70 Pa; semiconductor substrate temperature; 760 ° C.

【0024】以上の後、上記窒化シリコン膜の表面側か
らの全面エッチバックを行い、ゲート電極4a,4b及
びゲート酸化膜3の側壁にのみ上記酸化シリコン膜を残
し、これをサイドウォール7とする。以下に、上記全面
エッチバック条件の一例を示す。 エッチングガス ;8フッ化シクロブタン(C4 8 )=50sccm RFパワー ;1200W、 エッチング雰囲気圧力;2Pa。
After the above, the entire surface of the silicon nitride film is etched back from the front side, leaving the silicon oxide film only on the side walls of the gate electrodes 4a, 4b and the gate oxide film 3, and this is used as a side wall 7. . An example of the above-described overall etch-back condition is shown below. Etching gas: octafluorocyclobutane (C 4 F 8 ) = 50 sccm RF power: 1200 W, etching atmosphere pressure: 2 Pa

【0025】次に、半導体基板1の表面層にソース・ド
レイン拡散層8,9を形成し、ゲート電極4a,4bに
導電性を持たせるための不純物をイオン注入によって導
入する。ここでは、p型領域1bを覆うレジストパター
ン(図示省略)、ゲート電極4a及びサイドウォール7
をマスクにして、n型領域1aの半導体基板1の表面層
及びゲート電極4aにn型の不純物を導入する。一例と
しては、As+ を40keVの注入エネルギーで5×1
15個/cm2 程度のドーズ量で導入する。この際、半
導体基板1の表面層にn型のソース・ドレイン拡散層8
が形成され、かつゲート電極4aに予め導入されている
p型不純物(ホウ素)が相殺されてこのゲート電極4a
がn型になる程度に十分な量のn型不純物を導入するこ
ととする。
Next, source / drain diffusion layers 8 and 9 are formed on the surface layer of the semiconductor substrate 1, and impurities for imparting conductivity to the gate electrodes 4a and 4b are introduced by ion implantation. Here, a resist pattern (not shown) covering p-type region 1b, gate electrode 4a and sidewall 7
Is used as a mask to introduce an n-type impurity into the surface layer of the semiconductor substrate 1 in the n-type region 1a and the gate electrode 4a. As an example, As + is implanted at a dose of 5 × 1 with an implantation energy of 40 keV.
It is introduced at a dose of about 0 15 pieces / cm 2 . At this time, the n-type source / drain diffusion layers 8 are formed on the surface layer of the semiconductor substrate 1.
Is formed, and the p-type impurity (boron) previously introduced into the gate electrode 4a is canceled out, so that the gate electrode 4a
N-type impurity is introduced in a sufficient amount to make n-type.

【0026】一方、n型領域1aを覆うレジストパター
ン(図示省略)、ゲート電極4b及びサイドウォール7
をマスクにして、p型領域1bの半導体基板1の表面層
及びゲート電極4bにp型の不純物を導入する。一例と
しては、BF2 + を20keVの注入エネルギーで3×
1015個/cm2 程度のドーズ量で導入する。これによ
って、p型のソース・ドレイン9が形成されると共に、
ゲート電極1bがp型になる。上記各イオン注入終了後
には、上記各レジストパターンを除去する。
On the other hand, a resist pattern (not shown) covering n-type region 1a, gate electrode 4b and side wall 7
Is used as a mask to introduce a p-type impurity into the surface layer of the semiconductor substrate 1 in the p-type region 1b and the gate electrode 4b. As an example, BF 2 + is implanted at 3 × with an implantation energy of 20 keV.
It is introduced at a dose of about 10 15 / cm 2 . As a result, a p-type source / drain 9 is formed, and
The gate electrode 1b becomes p-type. After completion of each ion implantation, each resist pattern is removed.

【0027】以上の後、1000℃程度の温度での短時
間熱処理を施し、半導体基板1及びゲート電極4a,4
bに導入した不純物の活性化を行う。
After the above, a short-time heat treatment at a temperature of about 1000 ° C. is performed, so that the semiconductor substrate 1 and the gate electrodes 4 a and 4
The impurity introduced into b is activated.

【0028】次に、緩衝フッ酸(BHF)または希フッ
酸(DHF)をエッチング溶液に用いて、半導体基板1
及びゲート電極4a,4bの露出表面の自然酸化膜を除
去し、これらの表面にシリコンを露出させる。この際、
BHFを用いる場合には、一例として0.1wt%〜
5.0wt%の濃度のフッ酸(HF)と、5wt%〜4
0wt%の濃度のフッ化アンモニウム(NH4 F)とを
混合させたものを用いることとする。また、DHFを用
いる場合には、一例としてHF濃度が0.5wt%のも
のを用いることとする。
Next, using a buffered hydrofluoric acid (BHF) or a dilute hydrofluoric acid (DHF) as an etching solution,
Then, the native oxide film on the exposed surfaces of the gate electrodes 4a and 4b is removed, and silicon is exposed on these surfaces. On this occasion,
When BHF is used, for example, 0.1 wt%
Hydrofluoric acid (HF) at a concentration of 5.0 wt%, 5 wt% to 4 wt%
A mixture of 0 wt% ammonium fluoride (NH 4 F) is used. In the case of using DHF, one having an HF concentration of 0.5 wt% is used as an example.

【0029】しかる後、図1(4)に示すように、半導
体基板1及びゲート電極4a,4bの露出表面に、シリ
サイド層10を形成する。この際先ず、ゲート電極4
a,4b及びサイドウォール7を覆う状態で、半導体基
板1上にここでは図示を省略した金属膜を形成する。こ
の金属膜は、例えば、チタン(Ti)膜、コバルト(C
o)膜、Co膜上にTi膜を積層してなる(Ti/C
o)膜またはCo膜上に窒化チタン(TiN)膜を積層
してなる(TiN/Co)膜であることとする。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, a silicide layer 10 is formed on the exposed surfaces of the semiconductor substrate 1 and the gate electrodes 4a and 4b. At this time, first, the gate electrode 4
A metal film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the a, 4b and the side wall 7. This metal film is, for example, a titanium (Ti) film, a cobalt (C) film.
o) A Ti film is laminated on a film and a Co film (Ti / C
o) A (TiN / Co) film in which a titanium nitride (TiN) film is laminated on a film or a Co film.

【0030】以下に、これらの金属膜のスパッタ法によ
る形成条件の一例を示す。 ・Co膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=100sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;1kW、 膜厚 ;20nm。 ・Ti膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=100sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;0.5kW、 膜厚 ;30nm。 ・Ti/Co膜の形成条件、 上記Co膜の形成条件にて10nmの膜厚でCo膜を形
成した後、上記Ti膜の形成条件にて6nmの膜厚でT
i膜を連続して形成する。 ・TiN/Co膜の形成条件、 上記Co膜の形成条件にて10nmの膜厚でCo膜を形
成した後、以下の形成条件にて20nmの膜厚でTiN
膜を連続して形成する。 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=100sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;1kW。
The following is an example of conditions for forming these metal films by the sputtering method. -Co film formation conditions, sputtering gas and flow rate; argon (Ar) = 100 sccm, sputtering atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 1 kW, film thickness: 20 nm. -Ti film formation conditions, sputtering gas and flow rate; argon (Ar) = 100 sccm, sputtering atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 0.5 kW, film thickness: 30 nm. After forming a Co film with a thickness of 10 nm under the conditions for forming the Ti / Co film and the conditions for forming the Co film, forming a T film with a thickness of 6 nm under the conditions for forming the Ti film.
An i film is formed continuously. After forming a Co film with a thickness of 10 nm under the conditions for forming the TiN / Co film and the conditions for forming the Co film, a TiN film with a thickness of 20 nm was formed under the following formation conditions.
A film is formed continuously. Argon (Ar) = 100 sccm, sputtering atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 1 kW.

【0031】尚、上記金属膜は、上記構成以外にも、例
えば、ニッケル(Ni)、プラチナ(Pt)、パラジウ
ム(Pd)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Z
r)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)または
ルテニウム(Ru)や、これらを積層してなる膜であっ
ても良い。
The metal film may be made of, for example, nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd), hafnium (Hf), zirconium (Z
r), tungsten (W), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), or a film formed by laminating these.

【0032】次に、急速熱処理(RTA)によって、1
回目の熱処理を行い、上記金属膜とゲート電極4a,4
b及び半導体基板1とを反応させ、ゲート電極4a,4
b及び半導体基板1の表面層にシリサイド層(Coシリ
サイドまたはTiシリサイドからなるシリサイド層)1
0を形成する。この熱処理においてCoシリサイドを形
成する場合には、窒素ガス雰囲気(5リットル/mi
n)下において、550℃で30秒間のRTAを行う。
また、Tiシリサイドを形成する場合には、窒素ガス雰
囲気(5リットル/min)下において、650℃で3
0秒間のRTAを行う。
Next, by rapid thermal processing (RTA), 1
A second heat treatment is performed, and the metal film and the gate electrodes 4a, 4a
b and the semiconductor substrate 1 to react with each other to form the gate electrodes 4a, 4
b and a silicide layer (silicide layer made of Co silicide or Ti silicide) 1 on the surface layer of the semiconductor substrate 1
0 is formed. When forming Co silicide in this heat treatment, a nitrogen gas atmosphere (5 liter / mi) is used.
n) Perform RTA at 550 ° C. for 30 seconds underneath.
In the case of forming Ti silicide, the temperature is set to 650 ° C. under a nitrogen gas atmosphere (5 L / min).
Perform RTA for 0 seconds.

【0033】次に、硫酸過水への侵漬によって、未反応
のCo、TiまたはTiNを選択的にエッチング除去す
る。
Next, unreacted Co, Ti or TiN is selectively etched away by immersion in a sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture.

【0034】その後、RTAによる2回目の熱処理を行
い、シリサイド層10を安定化させる。この場合、Co
シリサイドの安定化においては、窒素ガス雰囲気(5リ
ットル/min)下において、700℃〜850℃程度
で30秒間のRTAを行う。また、Tiシリサイドの安
定化においては、窒素ガス雰囲気(5リットル/mi
n)下において、800℃で30秒間のRTAを行う。
After that, a second heat treatment by RTA is performed to stabilize the silicide layer 10. In this case, Co
In stabilizing silicide, RTA is performed at about 700 ° C. to 850 ° C. for 30 seconds in a nitrogen gas atmosphere (5 L / min). In stabilizing Ti silicide, a nitrogen gas atmosphere (5 liter / mi) is used.
n) RTA at 800 ° C. for 30 seconds underneath.

【0035】以上の後、図1(5)に示すように、酸化
シリコンからなる層間絶縁膜11を、600nmの膜厚
で形成する。以下に、CVD法による層間絶縁膜11の
成膜条件の一例を示す。 成膜ガス及び流量;TEOS=50sccm、 成膜雰囲気圧力 ;40Pa、 半導体基板温度 ;720℃。
After the above, as shown in FIG. 1 (5), an interlayer insulating film 11 made of silicon oxide is formed to a thickness of 600 nm. The following is an example of the conditions for forming the interlayer insulating film 11 by the CVD method. Film formation gas and flow rate; TEOS = 50 sccm, film formation atmosphere pressure: 40 Pa, semiconductor substrate temperature: 720 ° C.

【0036】次に、レジストパターン(図示省略)をマ
スクに用いたドライエッチングによって、層間絶縁膜1
1に接続孔12を形成する。上記ドライエッチング条件
の一例を、以下に示す。 エッチングガス ;8フッ化シクロブタン(C4 8 )=50sccm、 RFパワー ;1200W、 エッチング雰囲気圧力;2Pa。
Next, the interlayer insulating film 1 is formed by dry etching using a resist pattern (not shown) as a mask.
1 are formed with connection holes 12. An example of the dry etching conditions is shown below. Etching gas: cyclobutane octafluoride (C 4 F 8 ) = 50 sccm, RF power: 1200 W, etching atmosphere pressure: 2 Pa.

【0037】その後、接続孔12の内壁を覆う状態で、
Ti膜及びTiN膜を積層してなる密着層13を形成す
る。密着層13のスパッタリングによる形成条件の一例
を示す。 ・Ti膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=100sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;8kW、 成膜温度 ;150℃、 膜厚 ;30nm。 ・TiN膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;Ar=40sccm、 ;N2 =20sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;5kW、 膜厚 ;70nm。
Thereafter, with the inner wall of the connection hole 12 being covered,
An adhesion layer 13 formed by laminating a Ti film and a TiN film is formed. An example of conditions for forming the adhesion layer 13 by sputtering will be described. -Ti film formation conditions, sputtering gas and flow rate; argon (Ar) = 100 sccm, sputtering atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 8 kW, film formation temperature: 150 ° C, film thickness: 30 nm. · TiN film conditions formation, the sputtering gas and the flow rate; Ar = 40sccm,; N 2 = 20sccm, sputtering atmosphere pressure; 0.47Pa, power; 5 kW, the thickness; 70 nm.

【0038】その後、密着層13を介して接続孔12内
にプラグ14を形成する。ここでは先ず、接続孔12内
を埋め込む状態で膜厚400nmのタングステン(W)
膜を成膜し、次にこのW膜をエッチバックする。W膜の
成膜条件及びエッチバック条件の一例を示す。 ・W膜の形成条件、 成膜ガス及び流量 ;Ar =2200sccm、 ;N2 = 300sccm、 ;水素(H2 ) = 500sccm、 ;6フッ化タングステン(WF6 )= 75sccm、 スパッタ雰囲気圧力;10640Pa、 成膜温度 ;450℃、 ・W膜のエッチバック条件、 エンチングガス及び流量;6フッ化イオウ(SF6 )=50sccm、 RFパワー ;150W、 エッチング雰囲気圧力 ;1.33Pa。
Thereafter, a plug 14 is formed in the connection hole 12 via the adhesion layer 13. Here, first, tungsten (W) having a film thickness of 400 nm is embedded in the connection hole 12.
A film is formed, and then this W film is etched back. An example of a film forming condition and an etch back condition of a W film is shown. W film formation conditions, film formation gas and flow rate; Ar = 2200 sccm; N 2 = 300 sccm; hydrogen (H 2 ) = 500 sccm; tungsten hexafluoride (WF 6 ) = 75 sccm; Film formation temperature: 450 ° C., Etchback conditions for W film, etching gas and flow rate: sulfur hexafluoride (SF 6 ) = 50 sccm, RF power: 150 W, etching atmosphere pressure: 1.33 Pa.

【0039】以上の後、層間絶縁膜11上に、Ti膜1
5を介してアルミニウム(Al)配線16aを形成す
る。ここでは、先ず、Ti膜15及びAl膜16を順次
形成し、次にレジストパターン(図示省略)をマスクに
用いたエッチングによってこれらの膜をパターニングす
る。Ti膜15の形成条件、Al膜16の形成条件及び
これらの膜のエッチング条件の一例を以下に示す。 ・Ti膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=100sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;4kW、 成膜温度 ;150℃、 膜厚 ;30nm。 ・Al膜の形成条件、 スパッタリングガス及び流量;アルゴン(Ar)=50sccm、 スパッタ雰囲気圧力 ;0.47Pa、 パワー ;22.5kW、 成膜温度 ;150℃、 膜厚 ;0.5μm。 ・Al膜及びTi膜のエッチング条件、 エンチングガス及び流量;3塩化ホウ素(BCl3 )=60sccm、 ;塩素(Cl2 ) =90sccm、 RFパワー ; 50W、 マイクロ波パワー ;1000W、 エッチング雰囲気圧力 ;0.016Pa。
After the above, the Ti film 1 is formed on the interlayer insulating film 11.
An aluminum (Al) wiring 16a is formed through the metal layer 5. Here, first, a Ti film 15 and an Al film 16 are sequentially formed, and then these films are patterned by etching using a resist pattern (not shown) as a mask. An example of the conditions for forming the Ti film 15, the conditions for forming the Al film 16, and the etching conditions for these films are shown below. -Ti film formation conditions, sputtering gas and flow rate; argon (Ar) = 100 sccm, sputter atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 4 kW, film formation temperature: 150 ° C, film thickness: 30 nm. -Al film formation conditions, sputtering gas and flow rate; argon (Ar) = 50 sccm, sputter atmosphere pressure: 0.47 Pa, power: 22.5 kW, film formation temperature: 150 ° C, film thickness: 0.5 µm. Etching conditions for Al film and Ti film, etching gas and flow rate; boron chloride (BCl 3 ) = 60 sccm; chlorine (Cl 2 ) = 90 sccm, RF power: 50 W, microwave power: 1000 W, etching atmosphere pressure; 016 Pa.

【0040】以上のようにして、nチャンネルMOSト
ランジスタ17とpチャンネルMOSトランジスタ18
とを同一の半導体基板上に設けてなるCMOS構成の半
導体装置が得られる。このnチャンネルMOSトランジ
スタ17のゲート電極4aはn型になり、またpチャン
ネルMOSトランジスタ18のゲート電極4bはp型に
なる。
As described above, the n-channel MOS transistor 17 and the p-channel MOS transistor 18
Are provided on the same semiconductor substrate to obtain a semiconductor device having a CMOS configuration. The gate electrode 4a of the n-channel MOS transistor 17 becomes n-type, and the gate electrode 4b of the p-channel MOS transistor 18 becomes p-type.

【0041】上記第1実施形態の製造方法によれば、図
1(1)を用いて説明したように、多結晶シリコン膜4
に不純物としてホウ素を導入することで、この多結晶シ
リコン膜4の結晶粒径が小さくなる。このため、図1
(3)を用いて説明したように、多結晶シリコン膜4を
パターニングして得たゲート電極4a,4bの薬液処理
を行う際、多結晶シリコン膜4の結晶粒の界面における
薬液エッチングがゲート電極4a,4bの深さ方向に進
行し難くなり、ゲート電極4a,4bの表面荒れが抑え
られる。したがって、図1(4)を用いて説明したシリ
サイド層10の形成においては、表面荒れの少ないゲー
ト電極4a,4bの表面層にシリサイド層10が形成さ
れることになり、当該シリサイド層10の膜厚が均一化
される。この結果、特にシート抵抗の低減が難しかった
n型のゲート電極4aを含む、ゲート電極4a,4bの
シート抵抗を安定した低い値に抑えることが可能にな
る。
According to the manufacturing method of the first embodiment, as described with reference to FIG.
By introducing boron as an impurity, the crystal grain size of this polycrystalline silicon film 4 becomes smaller. Therefore, FIG.
As described with reference to (3), when performing the chemical treatment on the gate electrodes 4a and 4b obtained by patterning the polycrystalline silicon film 4, the chemical etching at the interface between the crystal grains of the polycrystalline silicon film 4 is performed by the gate electrode. It becomes difficult to progress in the depth direction of the gate electrodes 4a and 4b, and the surface roughness of the gate electrodes 4a and 4b is suppressed. Therefore, in the formation of the silicide layer 10 described with reference to FIG. 1D, the silicide layer 10 is formed on the surface layers of the gate electrodes 4a and 4b having less surface roughness, and the film of the silicide layer 10 is formed. The thickness is made uniform. As a result, it is possible to suppress the sheet resistance of the gate electrodes 4a and 4b including the n-type gate electrode 4a in which the reduction of the sheet resistance is particularly difficult to a stable low value.

【0042】(第2実施形態)図2は、請求項4記載の
発明を適用した第2実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面工程図であり、この図を用いて本発明の第2実
施形態を説明する。この第2実施形態と上記第1実施形
態との異なるところは、ゲート絶縁膜3上に形成する多
結晶シリコン膜の形成方法にある。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a sectional process view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An embodiment will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment lies in a method of forming a polycrystalline silicon film formed on the gate insulating film 3.

【0043】すなわち、先ず図2(1)に示すように、
シリコンからなる半導体基板1上に酸化シリコンからな
るゲート絶縁膜3を形成した後、多結晶シリコン薄膜2
0の成膜を複数回(例えば4回)繰り返し行うことによ
って、ゲート絶縁膜3上に複数層(例えば4層)の多結
晶シリコン薄膜20を積層してなる多結晶シリコン膜2
1を形成する。この多結晶シリコン膜21は、例えば5
0nm×4層=200nmの膜厚に形成する。
That is, first, as shown in FIG.
After a gate insulating film 3 made of silicon oxide is formed on a semiconductor substrate 1 made of silicon, a polycrystalline silicon thin film 2 is formed.
0 is repeated a plurality of times (for example, four times), so that the polycrystalline silicon film 2 is formed by stacking a plurality of (for example, four) polycrystalline silicon thin films 20 on the gate insulating film 3.
Form one. This polycrystalline silicon film 21 is, for example, 5
It is formed to a thickness of 0 nm × 4 layers = 200 nm.

【0044】その後、多結晶シリコン薄膜20を積層し
てなる多結晶シリコン膜21及びゲート絶縁膜3をパタ
ーニングしてゲート電極21a(21b)を形成する。
Thereafter, the gate electrode 21a (21b) is formed by patterning the polycrystalline silicon film 21 formed by laminating the polycrystalline silicon thin films 20 and the gate insulating film 3.

【0045】上記多結晶シリコン薄膜20の成膜条件、
多結晶シリコン膜21及びゲート絶縁膜3のパターニン
グは、上記第1実施形態で図1(1)を用いて説明した
と同様に行う。
The conditions for forming the polycrystalline silicon thin film 20 are as follows:
The patterning of the polycrystalline silicon film 21 and the gate insulating film 3 is performed in the same manner as described in the first embodiment with reference to FIG.

【0046】以下、上記第1実施形態で図1(2)〜図
1(5)を用いて説明したと同様に行うことによって、
図2(2)に示すように、nチャンネルMOSトランジ
スタ27とpチャンネルMOSトランジスタ28とを同
一の半導体基板1上に設けてなるCMOS構成の半導体
装置が得られる。このnチャンネルMOSトランジスタ
27のゲート電極21aはn型になり、またpチャンネ
ルMOSトランジスタ28のゲート電極21bはp型に
なる。尚、図2(1)においては、n型領域またはp型
領域の一方のみを示した。
Hereinafter, by carrying out in the same manner as described with reference to FIGS. 1 (2) to 1 (5) in the first embodiment,
As shown in FIG. 2B, a semiconductor device having a CMOS structure in which an n-channel MOS transistor 27 and a p-channel MOS transistor 28 are provided on the same semiconductor substrate 1 is obtained. The gate electrode 21a of the n-channel MOS transistor 27 becomes n-type, and the gate electrode 21b of the p-channel MOS transistor 28 becomes p-type. In FIG. 2A, only one of the n-type region and the p-type region is shown.

【0047】上記第2実施形態の製造方法では、ゲート
電極21a,21bを形成する多結晶シリコン膜21
は、多結晶シリコン薄膜20を積層してなるものであ
り、深さ方向の結晶粒が小さいものになる。このため、
この多結晶シリコン膜21をパターニングして得たゲー
ト電極21a表面の自然酸化膜を除去する際には、多結
晶シリコン膜21にエッチングが達してもその結晶粒の
界面における薬液エッチングがゲート電極21a,21
bの深さ方向に進行し難くなり、ゲート電極21a,2
1bの表面荒れが抑えられる。したがって、表面荒れの
少ないゲート電極21a,21bの表面層にシリサイド
層10が形成されることになり、当該シリサイド層10
の膜厚が均一化される。この結果、ゲート電極21a,
21bのシート抵抗を安定した低い値に抑えることが可
能になる。
In the manufacturing method of the second embodiment, the polysilicon film 21 for forming the gate electrodes 21a and 21b is formed.
Is formed by laminating the polycrystalline silicon thin films 20, and the crystal grains in the depth direction are small. For this reason,
When removing the natural oxide film on the surface of the gate electrode 21a obtained by patterning the polycrystalline silicon film 21, even if the etching reaches the polycrystalline silicon film 21, chemical etching at the interface of the crystal grains is performed by the gate electrode 21a. , 21
b becomes difficult to travel in the depth direction, and the gate electrodes 21a, 2
1b can suppress the surface roughness. Therefore, the silicide layer 10 is formed on the surface layer of the gate electrodes 21a and 21b with less surface roughness, and the silicide layer 10
Is made uniform. As a result, the gate electrodes 21a,
The sheet resistance of 21b can be suppressed to a stable low value.

【0048】(第3実施形態)図3は、請求項5記載の
発明を適用した第3実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面工程図であり、この図を用いて本発明の第3実
施形態を説明する。図3(1)に示すように、この第3
実施形態と上記第2実施形態との異なるところは、各多
結晶シリコン薄膜20を成膜した後に、各多結晶シリコ
ン20の表面を酸化処理して酸化薄膜30を形成すると
ころにある。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a sectional process view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An embodiment will be described. As shown in FIG.
The difference between this embodiment and the second embodiment is that, after forming each polycrystalline silicon thin film 20, the surface of each polycrystalline silicon 20 is oxidized to form an oxide thin film 30.

【0049】上記酸化処理は、例えば多結晶シリコン薄
膜20を形成した後、半導体基板1を一旦大気中に晒し
たり酸化性ガス雰囲気に晒すことによって行われる。ま
た、この酸化処理によって形成される酸化薄膜30は、
トンネル電流が流れる程度(すなわち1nm以下)の膜
厚であることとする。これによって、多結晶シリコン薄
膜20間に酸化薄膜30を挟んでなる多結晶シリコン膜
31を形成する。
The oxidizing process is performed, for example, by forming the polycrystalline silicon thin film 20 and then exposing the semiconductor substrate 1 to the atmosphere or an oxidizing gas atmosphere. The oxide thin film 30 formed by this oxidation treatment
It is assumed that the film thickness is such that a tunnel current flows (that is, 1 nm or less). Thus, a polycrystalline silicon film 31 having the oxide thin film 30 interposed between the polycrystalline silicon thin films 20 is formed.

【0050】その後、酸化薄膜30を挟んで多結晶シリ
コン薄膜20を積層してなる多結晶シリコン膜31及び
ゲート絶縁膜3をパターニングしてゲート電極31a
(31b)を形成する。
Thereafter, the polycrystalline silicon film 31 and the gate insulating film 3 formed by laminating the polycrystalline silicon thin film 20 with the oxide thin film 30 interposed therebetween are patterned to form a gate electrode 31a.
(31b) is formed.

【0051】以下、上記第1実施形態で図1(2)〜図
1(5)を用いて説明したと同様に行い、これによって
図3(2)に示すように、nチャンネルMOSトランジ
スタ37とpチャンネルMOSトランジスタ38とを同
一の半導体基板上に設けてなるCMOS構成の半導体装
置を得る。このnチャンネルMOSトランジスタ37の
ゲート電極31aはn型になり、またpチャンネルMO
Sトランジスタ38のゲート電極31bはp型になる。
尚、図3(1)においては、n型領域またはp型領域の
一方のみを示した。
Hereinafter, the same operation as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 (2) to 1 (5) is performed, thereby forming the n-channel MOS transistor 37 as shown in FIG. 3 (2). A semiconductor device having a CMOS structure in which the p-channel MOS transistor 38 and the p-channel MOS transistor 38 are provided on the same semiconductor substrate is obtained. The gate electrode 31a of the n-channel MOS transistor 37 becomes n-type, and
The gate electrode 31b of the S transistor 38 becomes p-type.
In FIG. 3A, only one of the n-type region and the p-type region is shown.

【0052】上記第3実施形態の製造方法によれば、多
結晶シリコン薄膜20間が酸化薄膜30によって分離さ
れる。このため、ゲート電極31a表面の自然酸化膜を
除去する際には、多結晶シリコン膜31の結晶粒の界面
における薬液エッチングがゲート電極31aの深さ方向
へ進行することが確実に防止される。したがって、上記
第2実施形態よりもさらに確実にゲート電極31a,3
1bの表面荒れが抑えられることになる。この結果、ゲ
ート電極31a,31bのシート抵抗を、さらに安定し
た低い値に抑えることが可能になる。
According to the manufacturing method of the third embodiment, the polycrystalline silicon thin films 20 are separated by the oxide thin films 30. Therefore, when removing the natural oxide film on the surface of the gate electrode 31a, chemical solution etching at the interface between the crystal grains of the polycrystalline silicon film 31 is reliably prevented from progressing in the depth direction of the gate electrode 31a. Therefore, the gate electrodes 31a and 3a are more reliably provided than in the second embodiment.
The surface roughness of 1b is suppressed. As a result, the sheet resistance of the gate electrodes 31a and 31b can be suppressed to a more stable low value.

【0053】(第4実施形態)図4は、請求項7記載の
発明を適用した第4実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面工程図であり、この図を用いて本発明の第4実
施形態を説明する。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a sectional process view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An embodiment will be described.

【0054】この第4実施形態と上記第1実施形態との
異なるところは、図4(1)に示すように、半導体基板
1上にゲート絶縁膜3を形成した後、このゲート絶縁膜
3上に非晶質シリコン膜41を形成するとろこにある。
この非晶質シリコン膜41の膜厚は200nmとし、以
下に、非晶質シリコン膜41の形成条件の一例を以下に
示す。 成膜ガス及び流量;シラン (SiH4 )=100sccm、 ;ヘリウム(H2 ) =400sccm、 ;窒素 (N2 ) =200sccm、 成膜雰囲気圧力 ;70Pa、 半導体基板温度 ;580℃。
The difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that, after forming a gate insulating film 3 on a semiconductor substrate 1 as shown in FIG. The amorphous silicon film 41 is formed on the scale.
The thickness of the amorphous silicon film 41 is 200 nm, and an example of conditions for forming the amorphous silicon film 41 is described below. Silane (SiH 4 ) = 100 sccm; helium (H 2 ) = 400 sccm; nitrogen (N 2 ) = 200 sccm; film-forming atmosphere pressure: 70 Pa; semiconductor substrate temperature: 580 ° C.

【0055】その後、この非晶質シリコン膜41及びゲ
ート絶縁膜3をパターニングしてゲート電極41a(4
1b)を形成する。上記非晶質シリコン膜41及びゲー
ト絶縁膜3のパターニングは、上記第1実施形態で図1
(1)を用いて説明した多結晶シリコン膜及びゲート絶
縁膜3のパターニングと同様に行う。
Thereafter, the amorphous silicon film 41 and the gate insulating film 3 are patterned to form a gate electrode 41a (4
1b) is formed. The patterning of the amorphous silicon film 41 and the gate insulating film 3 is performed in the first embodiment shown in FIG.
This is performed in the same manner as the patterning of the polycrystalline silicon film and the gate insulating film 3 described with reference to (1).

【0056】以下、上記第1実施形態で図1(2)〜図
1(5)を用いて説明したと同様に行い、これによって
図4(2)に示すように、nチャンネルMOSトランジ
スタ47とpチャンネルMOSトランジスタ48とを同
一の半導体基板上に設けてなるCMOS構成の半導体装
置を得る。このnチャンネルMOSトランジスタ47の
ゲート電極41aはn型になり、またpチャンネルMO
Sトランジスタ48のゲート電極41bはp型になる。
尚、図4(1)においては、n型領域またはp型領域の
一方のみを示した。
Hereinafter, the same operation as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 (2) to 1 (5) is carried out, and as shown in FIG. A semiconductor device having a CMOS configuration in which the p-channel MOS transistor 48 and the p-channel MOS transistor 48 are provided on the same semiconductor substrate is obtained. The gate electrode 41a of the n-channel MOS transistor 47 becomes n-type, and
The gate electrode 41b of the S transistor 48 becomes p-type.
In FIG. 4A, only one of the n-type region and the p-type region is shown.

【0057】上記第4実施形態の製造方法では、非晶質
シリコン膜41をパターニングしてゲート電極41a,
41bが得られるため、結晶粒界を持たない当該ゲート
電極41a,41b表面においては酸化が均一に進行す
る。したがって、ゲート電極41a,41b表面には均
一な膜厚の自然酸化膜が形成され、この自然酸化膜を薬
液処理によって除去して得られたゲート電極41a,4
1bは、表面荒れが抑えられたものになる。したがっ
て、表面荒れの少ないゲート電極41a,41bの表面
層にシリサイド層10が形成されることになり、当該シ
リサイド層10の膜厚が均一化される。この結果、ゲー
ト電極41a,41bのシート抵抗を安定した低い値に
抑えることが可能になる。
In the manufacturing method of the fourth embodiment, the amorphous silicon film 41 is patterned to form the gate electrodes 41a,
Since 41b is obtained, oxidation proceeds uniformly on the surfaces of the gate electrodes 41a and 41b having no crystal grain boundaries. Therefore, a natural oxide film having a uniform thickness is formed on the surfaces of the gate electrodes 41a and 41b, and the gate electrodes 41a and 4 obtained by removing the natural oxide film by a chemical solution treatment.
1b is one in which surface roughness is suppressed. Therefore, the silicide layer 10 is formed on the surface layer of the gate electrodes 41a and 41b with less surface roughness, and the thickness of the silicide layer 10 is made uniform. As a result, the sheet resistance of the gate electrodes 41a and 41b can be suppressed to a stable low value.

【0058】上記第1実施形態〜第4実施形態の製造方
法においては、図1(3)を用いて説明したサイドウォ
ール7を形成した後でかつ、n型及びp型の不純物イオ
ンを注入する前に、フッ酸を用いて自然酸化膜を除去す
る前処理と、サイドウォール7及びゲート電極4a,4
bを覆う状態で半導体基板1上に窒化シリコン膜を成膜
する工程を行うようにしても良い。これは、請求項3、
請求項6または請求項8記載の方法を適用した方法にな
る。
In the manufacturing method according to the first to fourth embodiments, n-type and p-type impurity ions are implanted after forming the sidewalls 7 described with reference to FIG. Before the process, a pre-treatment for removing a natural oxide film using hydrofluoric acid, a sidewall 7 and gate electrodes 4a, 4
A step of forming a silicon nitride film on the semiconductor substrate 1 in a state of covering b may be performed. This is defined in claim 3,
The method according to claim 6 or claim 8 is applied.

【0059】このようにした場合には、上記窒化シリコ
ン膜を介してゲート電極4a,4bに不純物イオンが導
入されるため、酸素原子のノックオンによるゲート電極
4a,4bの荒れが防止される。したがって、上記各実
施形態よりもさらに、ゲート電極4a,4bのシート抵
抗を安定した低い値に抑えることが可能になる。尚、第
2〜第4実施形態においては、ゲート電極4a,4b
は、ゲート電極21a,21b、ゲート電極31a,3
1bまたはゲート電極41a,41bになる。
In this case, since impurity ions are introduced into the gate electrodes 4a and 4b through the silicon nitride film, roughening of the gate electrodes 4a and 4b due to knock-on of oxygen atoms is prevented. Therefore, the sheet resistance of the gate electrodes 4a and 4b can be suppressed to a stable low value further than in the above embodiments. In the second to fourth embodiments, the gate electrodes 4a, 4b
Are the gate electrodes 21a and 21b and the gate electrodes 31a and 3
1b or the gate electrodes 41a and 41b.

【0060】また、上記第2実施形態から第4実施形態
の製造方法は、第1実施形態の製造方法と組み合わせて
も良い。すなわち、第2実施形態から第4実施形態の製
造方法において、ゲート絶縁膜上にゲート電極を構成す
る膜を形成した後、この膜の全面にホウ素イオンまたは
ホウ素を含有する化合物イオンを導入するようにしても
良い。このようにすることで、第2実施形態から第4実
施形態の製造方法においては、各実施形態の効果と合わ
せて第1実施形態の効果をも得ることができ、さらにゲ
ート電極のシート抵抗を低減することが可能になるので
ある。
The manufacturing methods of the second to fourth embodiments may be combined with the manufacturing method of the first embodiment. That is, in the manufacturing methods of the second to fourth embodiments, after forming a film constituting a gate electrode on a gate insulating film, boron ions or compound ions containing boron are introduced into the entire surface of the film. You may do it. By doing so, in the manufacturing methods of the second to fourth embodiments, the effect of the first embodiment can be obtained in addition to the effect of each embodiment, and the sheet resistance of the gate electrode can be further reduced. It is possible to reduce it.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に係る半導体装置の製造方法によれば、ホウ素を導入す
ることでゲート電極を構成する多結晶シリコン膜の結晶
粒径を小型化することで、薬液エッチングによるゲート
電極の表面荒れを防止することができる。したがって、
このゲート電極表面に均一な膜厚のシリサイド層を形成
し、このゲート電極のシート抵抗を安定した低い値に抑
えることが可能になる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the above, by introducing boron to reduce the crystal grain size of the polycrystalline silicon film constituting the gate electrode, it is possible to prevent the surface of the gate electrode from being roughened by chemical etching. it can. Therefore,
By forming a silicide layer having a uniform thickness on the surface of the gate electrode, the sheet resistance of the gate electrode can be suppressed to a stable low value.

【0062】また、本発明の請求項4に係る半導体装置
の製造方法によれば、多結晶シリコン薄膜を積層させた
ことで結晶粒径を小型化した多結晶シリコン膜でゲート
電極を構成することで、薬液エッチングによるゲート電
極の表面荒れを防止することができる。したがって、こ
のゲート電極表面に均一な膜厚のシリサイド層を形成
し、このゲート電極のシート抵抗を安定した低い値に抑
えることが可能になる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 of the present invention, the gate electrode is formed of a polycrystalline silicon film having a reduced crystal grain size by laminating a polycrystalline silicon thin film. Thus, surface roughness of the gate electrode due to chemical solution etching can be prevented. Therefore, it is possible to form a silicide layer having a uniform thickness on the surface of the gate electrode and to suppress the sheet resistance of the gate electrode to a stable and low value.

【0063】さらに、本発明の請求項7に係る半導体装
置の製造方法によれば、非晶質シリコン膜をパターニン
グしてゲート電極を得ることで、結晶粒界のないゲート
電極表面で自然酸化膜を均一に成長させ、この自然酸化
膜を薬液処理によって除去して得られたゲート電極の表
面荒れを防止することができる。したがって、このゲー
ト電極表面に均一な膜厚のシリサイド層を形成し、この
ゲート電極のシート抵抗を安定した低い値に抑えること
が可能になる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect of the present invention, the gate electrode is obtained by patterning the amorphous silicon film, so that the natural oxide film is formed on the surface of the gate electrode having no crystal grain boundaries. Can be uniformly grown, and the surface roughness of the gate electrode obtained by removing the natural oxide film by a chemical solution treatment can be prevented. Therefore, it is possible to form a silicide layer having a uniform thickness on the surface of the gate electrode and to suppress the sheet resistance of the gate electrode to a stable and low value.

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

【図1】第1実施形態を説明するための断面工程図であ
る。
FIG. 1 is a sectional process view for explaining a first embodiment.

【図2】第2実施形態を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment.

【図3】第3実施形態を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a third embodiment.

【図4】第4実施形態を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a fourth embodiment.

【図5】従来の技術をを説明するための断面工程図であ
る。
FIG. 5 is a sectional process view for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、3…ゲート絶縁膜、4,21,31…
多結晶シリコン膜、4a,4b,21a,21b,31
a,31b,41a,41b…ゲート電極、7…サイド
ウォール、10…シリサイド層、20…多結晶シリコン
薄膜、30…酸化薄膜、41…非晶質シリコン膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 3 ... Gate insulating film, 4, 21, 31 ...
Polycrystalline silicon film, 4a, 4b, 21a, 21b, 31
a, 31b, 41a, 41b gate electrode, 7 sidewall, 10 silicide layer, 20 polycrystalline silicon thin film, 30 oxide thin film, 41 amorphous silicon film

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成し、
当該ゲート絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成する第1
工程と、 前記多結晶シリコン膜にホウ素イオンまたはホウ素を含
有する化合物イオンを導入する第2工程と、 前記多結晶シリコン膜及び前記ゲート絶縁膜をパターニ
ングしてゲート電極を形成する第3工程と、 前記ゲート電極にn型の不純物イオンを導入し、当該ゲ
ート電極をn型にする第4工程と、 前記ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する第5
工程と、 前記ゲート電極の表面を薬液処理することによって、当
該ゲート電極の表面の自然酸化膜を除去する第6工程
と、 前記ゲート電極を覆う状態で前記半導体基板上に金属膜
を形成した後、当該金属膜と前記ゲート電極とを反応さ
せて当該ゲート電極の表面層にシリサイド層を形成する
第7工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A gate insulating film formed on a semiconductor substrate;
A first step of forming a polycrystalline silicon film on the gate insulating film;
A second step of introducing boron ions or boron-containing compound ions into the polycrystalline silicon film, a third step of patterning the polycrystalline silicon film and the gate insulating film to form a gate electrode, A fourth step of introducing n-type impurity ions into the gate electrode to make the gate electrode n-type, and a fifth step of forming a sidewall on a side wall of the gate electrode.
A step of removing a natural oxide film on the surface of the gate electrode by performing a chemical treatment on the surface of the gate electrode; and after forming a metal film on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode. And forming a silicide layer on a surface layer of the gate electrode by reacting the metal film with the gate electrode.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第4工程では、n型のゲート電極を形成する領域の
みにn型の不純物イオンを導入すること、 を特徴とする半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the fourth step, n-type impurity ions are introduced only into a region where an n-type gate electrode is to be formed. Manufacturing method.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第4工程では、前記ゲート電極を覆う状態で前記半
導体基板上に窒化シリコン膜を形成した後、当該窒化シ
リコン膜を介して当該ゲート電極に前記n型の不純物イ
オンを導入すること、 を特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the fourth step, a silicon nitride film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode, and then via the silicon nitride film. Introducing the n-type impurity ions into the gate electrode.
【請求項4】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
第1工程と、 多結晶シリコン薄膜の成膜を複数回繰り返し行うことに
よって、前記ゲート絶縁膜上に当該多結晶シリコン薄膜
を積層してなる多結晶シリコン膜を形成する第2工程
と、 前記多結晶シリコン膜及び前記ゲート絶縁膜をパターニ
ングしてゲート電極を形成する第3工程と、 前記ゲート電極に不純物イオンを導入する第4工程と、 前記ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する第5
工程と、 前記ゲート電極の表面を薬液処理することによって、当
該ゲート電極の表面の自然酸化膜を除去する第6工程
と、 前記ゲート電極を覆う状態で前記半導体基板上に金属膜
を形成した後、当該金属膜と前記ゲート電極とを反応さ
せて当該ゲート電極の表面層にシリサイド層を形成する
第7工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A polycrystalline silicon thin film is laminated on the gate insulating film by repeating a first step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate and forming a polycrystalline silicon thin film a plurality of times. A second step of forming a polycrystalline silicon film, a third step of patterning the polycrystalline silicon film and the gate insulating film to form a gate electrode, and a fourth step of introducing impurity ions into the gate electrode. A fifth step of forming a sidewall on a side wall of the gate electrode;
A step of removing a natural oxide film on the surface of the gate electrode by performing a chemical treatment on the surface of the gate electrode; and after forming a metal film on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode. And forming a silicide layer on a surface layer of the gate electrode by reacting the metal film with the gate electrode.
【請求項5】 請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第2工程では、前記多結晶シリコン薄膜の成膜の間
に、当該多結晶シリコン薄膜の表面を酸化処理して酸化
薄膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein in the second step, during the formation of the polycrystalline silicon thin film, a surface of the polycrystalline silicon thin film is oxidized to form an oxide thin film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第4工程では、前記ゲート電極を覆う状態で前記半
導体基板上に窒化シリコン膜を形成した後、当該窒化シ
リコン膜を介して当該ゲート電極に前記不純物イオンを
導入すること、 を特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein, in the fourth step, a silicon nitride film is formed on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode, and then via the silicon nitride film. Introducing the impurity ions into the gate electrode.
【請求項7】 半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する
第1工程と、 前記ゲート絶縁膜上に非晶質リシリコン膜を形成する第
2工程と、 前記非晶質シリコン膜及び前記ゲート絶縁膜をパターニ
ングしてゲート電極を形成する第3工程と、 前記ゲート電極に不純物イオンを導入する第4工程と、 前記ゲート電極の側壁にサイドウォールを形成する第5
工程と、 前記ゲート電極の表面を薬液処理することによって、当
該ゲート電極の表面の自然酸化膜を除去する第6工程
と、 前記ゲート電極を覆う状態で前記半導体基板上に金属膜
を形成した後、当該金属膜と前記ゲート電極とを反応さ
せて当該ゲート電極の表面層にシリサイド層を形成する
第7工程と、 を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A first step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, a second step of forming an amorphous silicon film on the gate insulating film, the amorphous silicon film and the gate insulating film A third step of forming a gate electrode by patterning the gate electrode, a fourth step of introducing impurity ions into the gate electrode, and a fifth step of forming a sidewall on a side wall of the gate electrode.
A step of removing a natural oxide film on the surface of the gate electrode by performing a chemical treatment on the surface of the gate electrode; and after forming a metal film on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode. And forming a silicide layer on a surface layer of the gate electrode by reacting the metal film with the gate electrode.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記第4工程では、前記ゲート電極を覆う状態で前記半
導体基板上に窒化シリコン膜を形成した後、当該窒化シ
リコン膜を介して当該ゲート電極に前記不純物イオンを
導入すること、 を特徴とする半導体装置の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein in the fourth step, a silicon nitride film is formed on the semiconductor substrate in a state of covering the gate electrode, and then via the silicon nitride film. Introducing the impurity ions into the gate electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002076138A (en) * 2000-08-28 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp Method for manufacturing semiconductor device with dual-gate structure and semiconductor device manufactured by the method

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