JPH11317458A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device

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JPH11317458A
JPH11317458A JP10124365A JP12436598A JPH11317458A JP H11317458 A JPH11317458 A JP H11317458A JP 10124365 A JP10124365 A JP 10124365A JP 12436598 A JP12436598 A JP 12436598A JP H11317458 A JPH11317458 A JP H11317458A
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JP
Japan
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gate insulating
insulating film
forming
semiconductor
integrated circuit
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JP10124365A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Hiraiwa
篤 平岩
Yuzuru Oji
譲 大路
Kazuki Sakuma
一樹 佐久間
Norio Suzuki
範夫 鈴木
Takayuki Kanda
隆行 神田
健治 ▲高▼橋
Kenji Takahashi
Hirobumi Shimizu
博文 清水
Satoru Sakai
哲 酒井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the occurrences of defects in a gate insulating film by forming gate insulating films, having different thicknesses on a single-crystal semiconductor layer after the semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate by the epitaxial method. SOLUTION: After a single-crystal semiconductor layer 1e is formed on a semiconductor substrate 1s by the epitaxial method without through an element forming process, gate insulating films 16i1 and 16i2 having relatively different thicknesses are formed on the epitaxial layer 1e containing very few crystal defects. Consequently, the occurrences of the defects in the gate insulating film 16i1 can be reduced in the forming process of the gate insulating films 16i1 and 16i2. Thus the decomposition of a defect in the gate insulating film 16i1 into such a serious defect that causes insulation breakdown of the insulating film 16i1 can be suppressed, in the course of cleaning treatment which is performed before second gate oxidation in the process of forming the two kinds of gate insulating films. Therefore, the possibility of the gate insulating films 16i1 and 16i2 causing insulation breakdown can be reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造方法および半導体集積回路装置技術に関し、特
に、設計上の厚さが異なる2種以上のゲート絶縁膜を素
子形成基板上に設けている半導体集積回路装置の製造技
術に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device and a semiconductor integrated circuit device technology, and more particularly, to a method of forming two or more gate insulating films having different design thicknesses on an element forming substrate. The present invention relates to a technology which is effective when applied to a manufacturing technology of a semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】大規模集積回路(LSI;Large Scale
Integrated Circuit)を構成するMIS(Metal Insula
tor Semiconductor )トランジスタのうち入出力回路を
構成するものには外部からの供給電源および入出力の規
格で決まる電圧が付加される一方で、内部回路を構成す
るものにはその性能を最適化するために異なる電圧を付
加する必要が生じている。例えば記憶保持動作が必要な
随時書き込み読み出し型記憶装置(DRAM;Dynamic
Random Access Memory)においてはデータ保持時間を長
くするためにメモリセル内のMISトランジスタには周
辺回路よりも高い電圧を付加する方が有利である。他
方、マイコン・ロジックLSIにおいては消費電力の低
減を図るために、内部回路のMISトランジスタに加え
る電圧を入力電圧よりも低く設定する必要がある。
2. Description of the Related Art Large scale integrated circuits (LSIs)
MIS (Metal Insula) that constitutes an Integrated Circuit
tor Semiconductor) Among the transistors, those that constitute the input / output circuit are supplied with a voltage determined by the external power supply and the input / output standards, while those that constitute the internal circuit optimize their performance. It is necessary to apply different voltages to the data. For example, a write / read storage device (DRAM; Dynamic
In Random Access Memory, it is more advantageous to apply a higher voltage to the MIS transistor in the memory cell than to the peripheral circuit in order to lengthen the data retention time. On the other hand, in the microcomputer / logic LSI, it is necessary to set the voltage applied to the MIS transistor of the internal circuit lower than the input voltage in order to reduce the power consumption.

【0003】ところで、MISトランジスタのゲート絶
縁破壊を防止するためにはゲート絶縁膜に加わる電界強
度を4MV/cm 程度に留めておく必要があるので、半導体
基板上にゲート絶縁膜を1種類しか形成しない場合(以
下、1種ゲート絶縁膜プロセスと称する)にはその厚さ
を高電圧部に要求される値に合わせて設計することにな
る。この場合、低電圧部においては電界強度が低下する
のでトランジスタの駆動能力が低下し、その結果、LS
Iの処理速度が低下するという問題が生ずる。これを防
止するためには、高電圧部のゲート絶縁膜は相対的に厚
くしたまま、低電圧部のゲート絶縁膜を相対的に薄くす
る必要がある。すなわち、半導体基板上に設計上の厚さ
が異なる2種以上のゲート絶縁膜を形成することにな
る。
By the way, in order to prevent the gate dielectric breakdown of the MIS transistor, it is necessary to keep the electric field intensity applied to the gate insulating film at about 4 MV / cm, so that only one kind of gate insulating film is formed on the semiconductor substrate. If not (hereinafter referred to as one type of gate insulating film process), the thickness is designed in accordance with the value required for the high-voltage portion. In this case, in the low voltage portion, the electric field strength is reduced, so that the driving capability of the transistor is reduced. As a result, LS
There is a problem that the processing speed of I decreases. In order to prevent this, it is necessary to make the gate insulating film in the low voltage part relatively thin while keeping the gate insulating film in the high voltage part relatively thick. That is, two or more types of gate insulating films having different designed thicknesses are formed on the semiconductor substrate.

【0004】このような設計上の厚さが異なる2種のゲ
ート絶縁膜を形成する技術については、例えば特開平2
−096378号公報(第1の文献)、特開平2−15
374号公報(第2の文献)および特開平8−1954
41号公報(第3の文献)に記載がある。
A technique for forming two types of gate insulating films having different design thicknesses is disclosed in, for example,
-096378 (first document), JP-A-2-15
No. 374 (second document) and JP-A-8-1954.
No. 41 (third document).

【0005】上記第1の文献には、低電圧用のMISト
ランジスタのゲート絶縁膜を高電圧用のMISトランジ
スタのゲート絶縁膜よりも薄くし、かつ、ゲート電極を
低電圧用と高電圧用とで同一層で形成する技術が開示さ
れており、上記第2の文献には、第1のゲート酸化を行
い、仕上がり膜厚を大きくする部分以外のゲート絶縁膜
を除去した後に第2のゲート酸化を行うことにより膜厚
の異なるゲート絶縁膜を有するMISトランジスタを形
成する技術が開示されている。以下、ゲート絶縁膜の厚
さを2種類作り分ける技術について詳細に説明する。
In the first document, the gate insulating film of a low-voltage MIS transistor is made thinner than the gate insulating film of a high-voltage MIS transistor, and the gate electrodes of the low-voltage MIS transistor are used for low-voltage and high-voltage MIS transistors. In the second document, the first gate oxidation is performed, and after removing the gate insulating film other than the portion where the finished film thickness is increased, the second gate oxidation is performed. To form an MIS transistor having gate insulating films having different thicknesses by performing the above steps. Hereinafter, a technique for separately forming two types of gate insulating film thicknesses will be described in detail.

【0006】まず、チョクラルスキー(以下、CZと称
す)法で引き上げられた半導体基板上に、素子分離膜、
ウエルおよび犠牲酸化膜をそれぞれ形成し、しきい値電
圧調整用のイオン打ち込みを1種ゲート絶縁膜プロセス
と同様に行った後、第1のゲート絶縁膜を形成する。続
いて、ゲート絶縁膜の仕上がり膜厚を大きくする領域上
に選択的にエッチングマスクを形成した後、その絶縁膜
をエッチングする作用のある溶液を用いて同マスクに被
覆されていない領域のゲート絶縁膜を除去する。その
後、そのエッチングマスクの除去と洗浄とを行なった後
に第2のゲート酸化を行う。その際、上記マスクに被覆
されていた領域においては第1のゲート酸化による絶縁
膜が残存したまま更にゲート酸化が行われるので、マス
クに被覆されていなかった領域よりも厚いゲート絶縁膜
が形成される。その後は、1種ゲート絶縁膜プロセスと
同様な工程を経て半導体装置を完成する。なお、以下に
おいては、従来方法であるか本発明であるかを問わず、
ゲート絶縁膜の厚さを2種類作り分ける一連の工程を2
種ゲート絶縁膜プロセスと称することにする。
First, an element isolation film is formed on a semiconductor substrate pulled up by the Czochralski (hereinafter referred to as CZ) method.
After forming a well and a sacrificial oxide film, respectively, and performing ion implantation for adjusting the threshold voltage in the same manner as in the single-gate insulating film process, a first gate insulating film is formed. Subsequently, after selectively forming an etching mask on the region where the finished film thickness of the gate insulating film is to be increased, a gate insulating film which is not covered with the mask is formed using a solution having an effect of etching the insulating film. Remove the film. Then, after removing the etching mask and performing cleaning, a second gate oxidation is performed. At this time, in the region covered by the mask, further gate oxidation is performed with the insulating film formed by the first gate oxidation remaining, so that a gate insulating film thicker than the region not covered by the mask is formed. You. After that, the semiconductor device is completed through the same steps as the one-type gate insulating film process. In the following, regardless of the conventional method or the present invention,
A series of steps to create two types of gate insulating film thickness separately
This is referred to as a seed gate insulating film process.

【0007】また、上記した第3の文献(特開平8−1
95441号公報)には、バイポーラ型とMOS型トラ
ンジスタとを混載したBiCMOS(Bipolar Complime
ntary MOS )型のLSIにおいて、半導体基板の表面に
エピタキシャル薄膜を成長させた後に厚さの異なる2種
類のゲート絶縁膜を形成した例がある。同例において
は、まず高濃度のn型およびp型の埋め込み拡散層を形
成する。これら拡散層は選択的に形成する必要があると
ころから、通常はレジストマスクの形成、イオン打ち込
みによるドーパントの導入、レジスト除去、打ち込み損
傷の回復を目的とした800℃以上の熱処理からなる一
連の工程により形成している。
Further, the above-mentioned third document (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 95441) discloses a BiCMOS (Bipolar Complime) incorporating a bipolar transistor and a MOS transistor.
In an ntary MOS) type LSI, there is an example in which two types of gate insulating films having different thicknesses are formed after an epitaxial thin film is grown on the surface of a semiconductor substrate. In this example, first, high concentration n-type and p-type buried diffusion layers are formed. Since these diffusion layers need to be selectively formed, usually, a series of steps including a heat treatment at 800 ° C. or higher for the purpose of forming a resist mask, introducing a dopant by ion implantation, removing the resist, and recovering the implantation damage. It is formed by.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した2
種ゲート絶縁膜プロセス技術においては、以下の課題が
あることを本発明者は見出した。
However, the above-mentioned 2
The present inventors have found that there are the following problems in the seed gate insulating film process technology.

【0009】まず、上記第1および第2の文献の技術に
おいては、CZ法により形成された半導体基板を用いて
いるので、第1の酸化工程で形成した第1のゲート絶縁
膜(相対的に厚くするゲート絶縁膜)にCZ法に特有な
結晶欠陥に起因する欠陥が形成されており、その欠陥の
多くは一般的に実用上問題のない軽度の欠陥であるが、
その後の2種ゲート絶縁膜プロセスにおいて必要な洗浄
工程を経ると絶縁破壊をもたらす重度の欠陥へと変質し
てしまう結果、その後の第2の酸化工程を経て形成され
た厚いゲート絶縁膜に絶縁破壊不良が発生するという問
題がある。
First, in the techniques of the first and second documents, since the semiconductor substrate formed by the CZ method is used, the first gate insulating film (relatively formed in the first oxidation step) is used. Defects due to crystal defects peculiar to the CZ method are formed in the gate insulating film to be thickened, and many of these defects are generally minor defects that are practically no problem.
After a necessary cleaning process in the subsequent two-type gate insulating film process, the gate insulating film is transformed into a severe defect that causes dielectric breakdown. As a result, the thick gate insulating film formed through the subsequent second oxidation process is subjected to dielectric breakdown. There is a problem that defects occur.

【0010】すなわち、上述のようにゲート絶縁膜の仕
上がり膜厚を大きくする領域上に選択的にエッチングマ
スクを形成した後、そのマスクに被覆されていない領域
のゲート絶縁膜をエッチング除去する場合、そのエッチ
ングマスクの形成処理およびエッチング処理により半導
体ウエハに汚染物が付着する。同汚染物を十分に除去し
ないまま第2のゲート酸化処理を行うと、レジストに被
覆されていた領域はもとより、被覆されていなかった領
域においてもゲート絶縁膜中に欠陥が形成されるという
問題が生ずる。また、酸化炉等に汚染が蓄積していくと
いう問題もある。そこで、2種ゲート絶縁膜プロセスで
は、第2のゲート酸化処理工程前の洗浄処理において汚
染を十分に除去することが重要であり、その洗浄処理時
に第1の酸化工程で形成したゲート絶縁膜を多少なりと
もエッチング除去する、いわゆるリフトオフ作用により
汚染物を除去している。しかしながら、上記技術では、
CZ法により作成された半導体基板を用いているので、
CZ法に特有な結晶欠陥に起因した欠陥が第1のゲート
絶縁膜中に形成されている。その欠陥の多くは一般的に
実用上問題のない軽度の欠陥であるが、上記洗浄工程を
経ると、その洗浄工程時におけるエッチング作用により
絶縁破壊をもたらす重度の欠陥へと変質してしまう。こ
のため、その洗浄工程後の第2の酸化工程を経て形成さ
れた厚いゲート酸化膜に絶縁破壊不良が発生する。本問
題については、例えばテクニルダイジェスト・オブ・ア
イイーディーエム1985、第372頁〜第375頁に
詳細に説明されている。
That is, as described above, after selectively forming an etching mask on a region where the finished film thickness of a gate insulating film is to be increased, and then etching away the gate insulating film in a region not covered by the mask, Contaminants adhere to the semiconductor wafer by the etching mask forming process and the etching process. If the second gate oxidation treatment is performed without sufficiently removing the contaminants, there is a problem that defects are formed in the gate insulating film not only in the region covered with the resist but also in the region not covered with the resist. Occurs. In addition, there is a problem that pollution accumulates in an oxidation furnace or the like. Therefore, in the two-type gate insulating film process, it is important to sufficiently remove contamination in the cleaning process before the second gate oxidation process, and the gate insulating film formed in the first oxidation process during the cleaning process is removed. The contaminants are removed by a so-called lift-off action that removes the etching to some extent. However, in the above technology,
Since a semiconductor substrate made by the CZ method is used,
A defect caused by a crystal defect peculiar to the CZ method is formed in the first gate insulating film. Many of these defects are generally minor defects that have no practical problem, but after the above-mentioned cleaning step, they are transformed into serious defects that cause dielectric breakdown due to the etching action in the cleaning step. Therefore, a dielectric breakdown failure occurs in the thick gate oxide film formed through the second oxidation step after the cleaning step. This problem is described in detail in, for example, Technil Digest of IDM, 1985, pp. 372-375.

【0011】また、上記第3の文献の技術においては、
ドーパントを打ち込んだ後にエピタキシャル薄膜を形成
しているので、エピタキシャル薄膜中に多数の欠陥が発
生する結果、ゲート絶縁膜の膜質向上を主な目的として
エピタキシャル薄膜上にゲート絶縁膜を形成したにもか
かわらず、そのエピタキシャル薄膜上に形成したゲート
絶縁膜には絶縁破壊不良が多発する問題がある。すなわ
ち、高濃度にドーパントを打ち込んだ半導体基板におい
ては、1100℃以上の熱処理をもってしても打ち込み
損傷に起因した結晶欠陥を解消することはできない。本
発明者等がジルトルエッチング法を用いて行った実験結
果によると、1平方センチメートル当たり約1万個もの
結晶欠陥を観察した。これら欠陥のうち少なくとも一部
分は転位として半導体基板の表面に到達しているので、
これらが原因となってその後に形成するエピタキシャル
薄膜にも多数の欠陥が発生する。その結果、このような
エピタキシャル薄膜上に形成したゲート絶縁膜には絶縁
破壊不良が多いという問題がある。このような問題は、
ゲート絶縁膜の総面積がLSIの高集積化に伴い増加し
ているので、より一層深刻なものとなってきている。
In the technique of the third document,
Since the epitaxial thin film is formed after the dopant is implanted, a number of defects occur in the epitaxial thin film. In addition, the gate insulating film formed on the epitaxial thin film has a problem that dielectric breakdown failure occurs frequently. That is, in a semiconductor substrate into which a dopant is implanted at a high concentration, crystal defects caused by implantation damage cannot be eliminated even with a heat treatment at 1100 ° C. or more. According to the results of experiments conducted by the present inventors using the Zirtle etching method, about 10,000 crystal defects were observed per square centimeter. Since at least a part of these defects reach the surface of the semiconductor substrate as dislocations,
Due to these factors, a number of defects also occur in an epitaxial thin film formed thereafter. As a result, there is a problem that a gate insulating film formed on such an epitaxial thin film has many dielectric breakdown defects. Such a problem,
The total area of the gate insulating film is increasing with the increase in the degree of integration of the LSI, and is becoming more serious.

【0012】本発明の目的は、厚さが異なる2種以上の
ゲート絶縁膜を半導体基板上に設けている半導体集積回
路装置において、そのゲート絶縁膜中の欠陥を低減する
ことのできる技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing defects in a gate insulating film in a semiconductor integrated circuit device in which two or more gate insulating films having different thicknesses are provided on a semiconductor substrate. Is to do.

【0013】また、本発明の他の目的は、厚さが異なる
2種以上のゲート絶縁膜を半導体基板上に設けている半
導体集積回路装置の歩留まりおよび信頼性を向上させる
ことのできる技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the yield and reliability of a semiconductor integrated circuit device in which two or more gate insulating films having different thicknesses are provided on a semiconductor substrate. Is to do.

【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0015】[0015]

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

【0016】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体基板上に素子形成のためのプロセスを経るこ
となくエピタキシャル法により半導体単結晶層を形成し
た後、その半導体単結晶層上に厚さの異なるゲート絶縁
膜を形成する工程を有するものである。
According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a semiconductor single crystal layer is formed on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element, and then a thickness is formed on the semiconductor single crystal layer. Forming different gate insulating films.

【0017】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)半導体基板上に素子形成のためのプロセ
スを経ることなくエピタキシャル法により半導体単結晶
層を形成する工程、(b)前記半導体単結晶層上に第1
のゲート絶縁膜を形成する工程、(c)前記第1のゲー
ト絶縁膜上に、第2のゲート絶縁膜の形成領域が露出す
るマスクを形成した後、それをエッチングマスクとして
マスクから露出する第1のゲート絶縁膜を除去する工
程、(d)前記(c)工程の後、前記マスクを除去した
後、洗浄処理を施す工程、(e)前記(d)工程の後、
第2のゲート絶縁膜を形成する工程、(f)第2のゲー
ト絶縁膜形成処理を施した前記第1のゲート絶縁膜およ
び第2のゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、
(g)前記半導体単結晶層に電界効果トランジスタのソ
ース・ドレイン用の半導体領域を形成する工程を有する
ものである。
Further, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises: (a) a step of forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element; First on the semiconductor single crystal layer
(C) forming a mask on the first gate insulating film to expose a formation region of the second gate insulating film, and then using the mask as an etching mask 1) removing the gate insulating film, (d) after the step (c), removing the mask, performing a cleaning process, and (e) after the step (d).
Forming a second gate insulating film, (f) forming a gate electrode on the first gate insulating film and the second gate insulating film subjected to the second gate insulating film forming process,
(G) forming a source / drain semiconductor region of a field effect transistor in the semiconductor single crystal layer.

【0018】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記半導体基板に汚染元素を捕縛するゲッタリ
ング能力を付加する工程を有するものである。
Further, the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a step of adding a gettering ability for capturing a contaminant element to the semiconductor substrate.

【0019】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、(a)半導体基板上に素子形成のためのプロセ
スを経ることなくエピタキシャル法により半導体単結晶
層を形成する工程、(b)前記半導体単結晶層上に第1
のゲート絶縁膜を形成する工程、(c)前記第1のゲー
ト絶縁膜上に第2のゲート絶縁膜の形成領域が露出する
第1のマスクを形成した後、それをエッチングマスクと
して第1のマスクから露出する第1のゲート絶縁膜を除
去する工程、(d)前記(c)工程の後、前記第1のマ
スクを除去した後、洗浄処理を施す工程、(e)前記
(d)工程の後、第2のゲート絶縁膜を形成する工程、
(f)第2のゲート絶縁膜形成処理を施した前記第1の
ゲート絶縁膜および第2のゲート絶縁膜上に第3のゲー
ト絶縁膜の形成領域が露出する第2のマスクを形成した
後、それをエッチングマスクとして第2のマスクから露
出する上記第1もしくは第2のゲート絶縁膜を除去する
工程、(g)前記(f)工程の後、前記第2のマスクを
除去した後、洗浄処理を施す工程、(h)前記(g)工
程の後、第3のゲート絶縁膜を形成する工程、(i)第
2もしくは第3もしくはその両者のゲート絶縁膜形成処
理を施した前記第1のゲート絶縁膜、第3のゲート絶縁
膜形成処理を施した第2のゲート絶縁膜および第3のゲ
ート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、(j)前記
半導体単結晶層に電界効果トランジスタのソース・ドレ
イン用の半導体領域を形成する工程を有することもので
ある。
Further, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises: (a) forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element; First on the semiconductor single crystal layer
(C) forming a first mask on the first gate insulating film to expose a formation region of a second gate insulating film, and then using the first mask as an etching mask, Removing the first gate insulating film exposed from the mask, (d) after the step (c), removing the first mask, performing a cleaning process, and (e) performing the step (d). After that, a step of forming a second gate insulating film,
(F) After forming a second mask on the first gate insulating film and the second gate insulating film which have been subjected to the second gate insulating film forming process, a region for forming a third gate insulating film is exposed. Removing the first or second gate insulating film exposed from the second mask using the same as an etching mask, (g) removing the second mask after the step (f), and then cleaning the substrate. (H) after the step (g), a step of forming a third gate insulating film, and (i) a step of forming the second or third or both of the gate insulating films. Forming a gate electrode on the gate insulating film, the second gate insulating film subjected to the third gate insulating film forming process, and the third gate insulating film, and (j) forming a field effect transistor on the semiconductor single crystal layer. Semiconductor region for source / drain Those that have a step of forming a.

【0020】上記以外の本発明の概要を簡単に記載すれ
ば、以下の通りである。
The outline of the present invention other than the above is briefly described as follows.

【0021】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、(a)半導体基板上に素子形成のためのプ
ロセスを経ることなくエピタキシャル法により半導体単
結晶層を形成する工程、(b)前記半導体単結晶層上に
第1のゲート絶縁膜を形成する工程、(c)前記第1の
ゲート絶縁膜上に、第2のゲート絶縁膜の形成領域が露
出するマスクを形成した後、それをエッチングマスクと
してマスクから露出する第1のゲート絶縁膜を除去する
工程、(d)前記(c)工程の後、前記マスクを除去し
た後、洗浄処理を施す工程、(e)前記(d)工程の
後、第2のゲート絶縁膜を形成する工程、(f)前記第
1のゲート絶縁膜および第2のゲート絶縁膜上にゲート
電極を形成する工程、(g)前記半導体単結晶層に電界
効果トランジスタのソース・ドレイン用の半導体領域を
形成する工程を有し、前記第1のゲート絶縁膜に第2の
ゲート絶縁膜形成処理を施したゲート絶縁膜を有する電
界効果トランジスタはメモリの周辺回路を構成するMI
Sトランジスタであり、前記第2のゲート絶縁膜を有す
る電界効果トランジスタはメモリセルを構成するMIS
トランジスタである。
That is, the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises: (a) forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element; Forming a first gate insulating film on the semiconductor single crystal layer; (c) forming a mask on the first gate insulating film to expose a formation region of the second gate insulating film; Removing the first gate insulating film exposed from the mask as an etching mask; (d) after the step (c), removing the mask and performing a cleaning process; (e) the step (d) Forming a second gate insulating film, (f) forming a gate electrode on the first gate insulating film and the second gate insulating film, and (g) applying an electric field to the semiconductor single crystal layer. Effect transistor A field-effect transistor having a step of forming a source / drain semiconductor region and having a gate insulating film formed by subjecting the first gate insulating film to a second gate insulating film forming a peripheral circuit of a memory MI
An S-transistor and a field-effect transistor having the second gate insulating film;
It is a transistor.

【0022】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記半導体基板および前記半導体単結晶層がシ
リコン単結晶からなる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the semiconductor substrate and the semiconductor single crystal layer are made of silicon single crystal.

【0023】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記半導体単結晶層の厚さが1μm程度であ
る。
In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the thickness of the semiconductor single crystal layer is about 1 μm.

【0024】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記半導体単結晶層中にその厚さよりも浅い位
置まで分布をもつ半導体領域(ウエル)を有するもので
ある。
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the semiconductor single crystal layer has a semiconductor region (well) having a distribution up to a position shallower than its thickness.

【0025】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記複数の電界効果トランジスタがpチャネル
型のMISトランジスタおよびnチャネル型のMISト
ランジスタを有し、その双方のチャネル導電型のMIS
トランジスタにより相補型のMISトランジスタを構成
するものである。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the plurality of field effect transistors include a p-channel type MIS transistor and an n-channel type MIS transistor, and both of them have a channel conductivity type MIS transistor.
The transistors constitute a complementary MIS transistor.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Note that components having the same functions in all drawings for describing the embodiments are denoted by the same reference numerals.) , And the repeated explanation is omitted).

【0027】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態である半導体集積回路装置の平面図、図2は図1の
半導体集積回路装置の要部断面図、図3〜図7は図1の
半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図、
図8および図9は本発明によるゲート酸化膜の信頼性の
向上をより明確にするための実験結果であってゲート酸
化膜電界強度とゲート酸化膜累積欠陥密度との関係を示
すグラフ図、図10は本発明によるゲート酸化膜の信頼
性の向上をより明確にするための実験結果であってゲー
ト酸化膜電界強度とゲート酸化膜累積欠陥密度との関係
を示すグラフ図、図11は欠陥密度を8MV/cmで判
定する根拠を説明するための図であってゲート酸化膜電
界強度と平均寿命との関係を示すグラフ図、図12は本
発明を適用するのに特に有効なゲート絶縁膜厚の範囲を
説明するための図であってエッチング膜厚と8MV/c
mにおける累積欠陥密度との関係を示すグラフ図であ
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a plan view of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1, and FIGS. Is a cross-sectional view of a main part during a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device in FIG. 1,
8 and 9 are graphs and graphs showing the relationship between the electric field strength of the gate oxide film and the cumulative defect density of the gate oxide film, which are experimental results for further clarifying the improvement of the reliability of the gate oxide film according to the present invention. 10 is a graph showing the relationship between the electric field strength of the gate oxide film and the cumulative defect density of the gate oxide film, and FIG. 11 is a graph showing the relationship between the electric field strength of the gate oxide film and the cumulative defect density of the gate oxide film. FIG. 12 is a graph for explaining the grounds for judging the value at 8 MV / cm, and is a graph showing the relationship between the electric field strength of the gate oxide film and the average lifetime. FIG. For explaining the range of the etching film thickness and 8 MV / c
FIG. 4 is a graph showing a relationship between the cumulative defect density and the cumulative defect density at m.

【0028】本発明の技術思想は、半導体基板の表面に
形成されたエピタキシャル層上に厚さの異なるゲート絶
縁膜を設けるものである。以下、本実施の形態1では、
その本発明の技術思想を、特に限定されるものではない
が、例えばマイクロプロセッサ(半導体集積回路装置)
に適用した場合について説明する。
The technical idea of the present invention is to provide gate insulating films having different thicknesses on an epitaxial layer formed on the surface of a semiconductor substrate. Hereinafter, in the first embodiment,
Although the technical idea of the present invention is not particularly limited, for example, a microprocessor (semiconductor integrated circuit device)
A description will be given of a case where the present invention is applied.

【0029】図1に示すように、例えば平面四角形状に
形成された半導体チップ1Cの主面には、入出力回路領
域2、フェーズロックループ回路領域3、命令キャッシ
ュ回路領域4、データキャッシュ回路領域5、浮動小数
点演算回路領域6、バスインターフェス回路領域7、入
出力制御回路領域8、中央演算回路領域9、演算制御回
路領域10、キャッシュ制御回路領域11およびその他
の回路領域12が配置されている。なお、半導体チップ
1Cの外周近傍に配置された入出力回路領域2には、平
面小四角形状の複数のボンディングパッドBPが、半導
体チップ1Cの外周に沿って所定の距離を隔てて配置さ
れている。このボンディングパッドBPは、半導体チッ
プ1Cの内部の集積回路と外部装置とを電気的に接続す
るための電極であり、半導体チップ1C側において入出
力回路領域2の入力回路、出力回路または入出力双方向
回路と電気的に接続され、かつ、外部装置側においてボ
ンディングワイヤまたは半田バンプ等を通じてパッケー
ジ基板やプリント配線基板等の配線と電気的に接続され
る。このボンディングパッドBPの材料には、例えばア
ルミニウムまたはアルミニウム−シリコン−銅合金等が
使用されている。
As shown in FIG. 1, for example, the main surface of a semiconductor chip 1C formed in a plane rectangular shape has an input / output circuit area 2, a phase lock loop circuit area 3, an instruction cache circuit area 4, a data cache circuit area. 5, floating point arithmetic circuit area 6, bus interface circuit area 7, input / output control circuit area 8, central arithmetic circuit area 9, arithmetic control circuit area 10, cache control circuit area 11, and other circuit areas 12 are arranged. I have. In the input / output circuit region 2 arranged near the outer periphery of the semiconductor chip 1C, a plurality of bonding pads BP having a small flat square shape are arranged at a predetermined distance along the outer periphery of the semiconductor chip 1C. . The bonding pad BP is an electrode for electrically connecting an integrated circuit inside the semiconductor chip 1C and an external device. The bonding pad BP has an input circuit, an output circuit, or both an input circuit and an output circuit of the input / output circuit area 2 on the semiconductor chip 1C side. And is electrically connected to wiring such as a package board or a printed wiring board through a bonding wire or a solder bump on the external device side. As a material of the bonding pad BP, for example, aluminum or an aluminum-silicon-copper alloy is used.

【0030】これら回路領域2〜12のうち、入出力回
路領域2およびフェーズロックループ回路領域3と、そ
れ以外の回路領域4〜12とでは各々のMIS・FET
(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Trans
istor )を構成するゲート絶縁膜の厚さが異なり、相対
的に高い電圧が印加される前者には、例えば8nm程度
の相対的に厚いゲート絶縁膜が形成され、相対的に低い
電圧が印加され動作速度の向上が期待される後者には、
例えば4. 5nm程度の相対的に薄いゲート絶縁膜が形
成されている。これにより、入出力回路領域2およびフ
ェーズロックループ回路領域3におけるゲート絶縁破壊
不良を防止でき、かつ、それ以外の回路領域4〜12に
おける動作速度の向上を図ることが可能となっている。
なお、特に限定されるものではないが、入出力回路領域
2およびフェーズロックループ回路領域3の回路の駆動
電圧は、外部装置との整合性を図るべく相対的に高く、
例えば3. 3V程度であり、それ以外の回路領域4〜1
2の回路の駆動電圧は、動作速度の向上、低消費電力化
および信頼性の確保等の観点から相対的に低く、例えば
1. 8V程度である。
Of these circuit regions 2 to 12, the input / output circuit region 2 and the phase locked loop circuit region 3 and the other circuit regions 4 to 12 have respective MIS • FETs.
(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Trans
In the former where the thickness of the gate insulating film constituting istor is different and a relatively high voltage is applied, a relatively thick gate insulating film of, for example, about 8 nm is formed and a relatively low voltage is applied. For the latter, which is expected to improve operation speed,
For example, a relatively thin gate insulating film of about 4.5 nm is formed. This makes it possible to prevent a gate breakdown failure in the input / output circuit region 2 and the phase-locked loop circuit region 3, and to improve the operation speed in the other circuit regions 4 to 12.
Although not particularly limited, the drive voltages of the circuits in the input / output circuit area 2 and the phase-locked loop circuit area 3 are relatively high in order to achieve consistency with an external device.
For example, it is about 3.3 V, and other circuit regions 4-1
The drive voltage of the second circuit is relatively low, for example, about 1.8 V, from the viewpoint of improving the operation speed, reducing the power consumption and securing the reliability.

【0031】次に、この半導体チップ1Cの要部断面図
を図2に示す。半導体チップ1Cを構成する素子形成基
板1は、半導体基板1sの表面にエピタキシャル層(半
導体単結晶層)1eが形成されて構成されている。
Next, FIG. 2 is a sectional view of a main part of the semiconductor chip 1C. The element forming substrate 1 constituting the semiconductor chip 1C is configured by forming an epitaxial layer (semiconductor single crystal layer) 1e on the surface of a semiconductor substrate 1s.

【0032】半導体基板1sは、例えば面方位(10
0)、比抵抗10Ωcm程度のp型のシリコン単結晶等
からなり、例えばCZ法による結晶成長法で形成されて
いる。この半導体基板1sの導電型を決める不純物に
は、例えばホウ素が用いられており、その不純物濃度分
布は半導体基板1s中においてほぼ均一になっている。
半導体基板1sの不純物濃度は、例えば1.5×1015
-3程度である。
The semiconductor substrate 1s has, for example, a plane orientation (10
0), made of a p-type silicon single crystal having a specific resistance of about 10 Ωcm, and formed by, for example, a crystal growth method using a CZ method. For example, boron is used as an impurity that determines the conductivity type of the semiconductor substrate 1s, and the impurity concentration distribution is substantially uniform in the semiconductor substrate 1s.
The impurity concentration of the semiconductor substrate 1s is, for example, 1.5 × 10 15 c
m −3 .

【0033】この半導体基板1sには汚染金属元素を捕
縛するためのゲッタリング能力を向上させる手段が採ら
れている。これは、エピタキシャルウエハはエピタキシ
ャル層中に欠陥がほとんどないので、そのエピタキシャ
ル層上にゲート絶縁膜を形成することでゲート絶縁膜の
膜質を向上させることができる反面、ゲッタリング能力
が低下してしまうという問題があり、厚さの異なるゲー
ト絶縁膜の形成に際して前記したエッチングマスク形成
処理およびエッチング処理における清浄度が適切でない
場合に洗浄により汚染が十分に除去できず、形成したゲ
ート絶縁膜の欠陥が増加する危険が生じるからである。
これを防ぐには、半導体基板1sにゲッタリング能力を
付加するのが望ましい。
The semiconductor substrate 1s is provided with a means for improving the gettering ability for capturing the contaminant metal element. This is because the epitaxial wafer has almost no defects in the epitaxial layer, and the quality of the gate insulating film can be improved by forming the gate insulating film on the epitaxial layer, but the gettering ability is reduced. If the cleanliness in the etching mask forming process and the etching process described above is not appropriate when forming gate insulating films having different thicknesses, the contamination cannot be sufficiently removed by cleaning, and defects in the formed gate insulating film may be reduced. This is because there is an increased risk.
To prevent this, it is desirable to add gettering capability to the semiconductor substrate 1s.

【0034】その第1の方法は、例えばホウ素濃度の高
い(密度1×1017個/cm3 以上)半導体基板1sを
用いてシリコン膜をエピタキシャル成長させる方法であ
る。第2の方法は、裏面に多結晶シリコン膜を事前に形
成した半導体基板1sを用いてシリコン膜をエピタキシ
ャル成長させる方法である。
The first method is a method of epitaxially growing a silicon film using a semiconductor substrate 1s having a high boron concentration (a density of 1 × 10 17 / cm 3 or more), for example. The second method is a method in which a silicon film is epitaxially grown using a semiconductor substrate 1s in which a polycrystalline silicon film is previously formed on the back surface.

【0035】第3の方法は、半導体基板1sに対して比
較的低温(600℃ないし900℃)の熱処理を事前に
施した上でシリコン膜をエピタキシャル成長させる方法
が挙げられる。第4の方法は、上記第3の方法の熱処理
をシリコン膜のエピタキシャル成長の後に行う方法があ
り、この方法も上記ゲッタリング能力の低下を補う上で
有効である。なお、第3の方法と第4の方法とを比べた
場合、第3の方法の方が、ゲッタリング能力が高く、か
つ、処理時間が短い。
The third method is a method in which a relatively low temperature (600 ° C. to 900 ° C.) heat treatment is applied to the semiconductor substrate 1s in advance, and then a silicon film is epitaxially grown. A fourth method is a method in which the heat treatment of the third method is performed after the epitaxial growth of the silicon film, and this method is also effective in compensating for the decrease in the gettering ability. When the third method is compared with the fourth method, the third method has a higher gettering ability and a shorter processing time.

【0036】さらに、第5の方法は、ゲート酸化工程よ
りも前の工程において1100℃以上の熱処理を施す方
法である。これは、半導体基板1s中の酸素析出物の成
長を促すことにより金属汚染の捕捉能力を向上させる方
法であり、上記した第3の方法と組み合わせるとさらに
効果的である。
Further, the fifth method is a method of performing a heat treatment at 1100 ° C. or more in a step before the gate oxidation step. This is a method for improving the ability to capture metal contamination by promoting the growth of oxygen precipitates in the semiconductor substrate 1s, and is more effective when combined with the third method described above.

【0037】これらゲッタリング能力の向上により第2
のゲート酸化前の洗浄処理を軽減できるので、相対的に
厚い方のゲート絶縁膜における膜厚の制御性および均一
性を向上させることができる、という優れた効果を得る
ことが可能となる。
The improvement of the gettering ability makes the second
Since the cleaning process before the gate oxidation can be reduced, it is possible to obtain an excellent effect that the controllability and uniformity of the thickness of the relatively thick gate insulating film can be improved.

【0038】エピタキシャル層1eは、例えばp型のシ
リコン単結晶からなり、その厚さは、少なくとも相対的
に厚いゲート絶縁膜の半分の厚さ以上に設定されてい
る。本実施の形態1では、エピタキシャル層1eに形成
される素子の特性、エピタキシャル層1eの成長時間お
よび経済性等の種々の要素を考慮して、そのエピタキシ
ャル層1eの厚さを、特に限定されないが、例えば1μ
m程度にしている。エピタキシャル層1eの不純物濃度
は、半導体基板1sと同じである。
The epitaxial layer 1e is made of, for example, p-type silicon single crystal, and its thickness is set to be at least half the thickness of the relatively thick gate insulating film. In the first embodiment, the thickness of the epitaxial layer 1e is not particularly limited in consideration of various characteristics such as the characteristics of the device formed on the epitaxial layer 1e, the growth time of the epitaxial layer 1e, and economics. , For example, 1μ
m. The impurity concentration of the epitaxial layer 1e is the same as that of the semiconductor substrate 1s.

【0039】このエピタキシャル層1eには、nウエル
13NW1,13NW2 およびpウエル13PW1,13P
W2 が形成されている。nウエル13NW1,13NW2
は、例えばリンが導入されてなり、pウエル13PW1,
13PW2 は、例えばホウ素が導入されてなる。このn
ウエル13NW1,13NW2 およびpウエル13PW1,
13PW2 の不純物濃度は、例えば3×1017cm-3
度である。これらnウエル13NW1,13NW2 および
pウエル13PW1,13PW2 は、いずれもエピタキシ
ャル層1eの主面からエピタキシャル層1eの厚さ方向
に延び、エピタキシャル層1eの途中の深さ位置まで広
がって形成されている。なお、nウエル13NW1,13
NW2 およびpウエル13PW1,13PW2 がエピタキ
シャル層1eを越えてさらに深い位置まで広がって形成
される場合もある。
The epitaxial layer 1e has n wells 13NW1, 13NW2 and p wells 13PW1, 13P.
W2 is formed. n-well 13NW1, 13NW2
Is, for example, phosphorus introduced, and the p-well 13PW1,
13PW2 is, for example, boron introduced. This n
Wells 13NW1, 13NW2 and p-wells 13PW1,
The impurity concentration of 13PW2 is, for example, approximately 3 × 10 17 cm -3. Each of the n-wells 13NW1, 13NW2 and the p-wells 13PW1, 13PW2 extends from the main surface of the epitaxial layer 1e in the thickness direction of the epitaxial layer 1e and extends to a depth in the middle of the epitaxial layer 1e. In addition, n well 13NW1,13
In some cases, the NW2 and the p-wells 13PW1 and 13PW2 may be formed to extend to a deeper position beyond the epitaxial layer 1e.

【0040】また、エピタキシャル層1eの主面には、
浅溝型の分離部14が形成されている。この分離部14
は、エピタキシャル層1eの厚さ方向に掘られた浅溝1
4a内に、例えばシリコン酸化膜等からなる分離用絶縁
膜14bが埋め込まれて形成されている。なお、浅溝1
4aは、上記nウエル13NW1,13NW2 およびpウ
エル13PW1,13PW2 よりも浅い位置まで掘られて
いる。
The main surface of the epitaxial layer 1e includes:
A shallow groove type separation part 14 is formed. This separation unit 14
Is a shallow groove 1 dug in the thickness direction of the epitaxial layer 1e.
An isolation insulating film 14b made of, for example, a silicon oxide film or the like is buried and formed in 4a. In addition, shallow groove 1
4a is dug to a position shallower than the n-wells 13NW1, 13NW2 and the p-wells 13PW1, 13PW2.

【0041】この分離部14に囲まれた素子形成領域に
は、ゲート長が、例えば0. 25μm程度のpチャネル
型のMIS・FET(以下、pMISと略す)QP1,Q
P2およびnチャネル型のMIS・FET(以下、nM
ISと略す)QN1,QN2 が形成されている。そして、
このpMISとnMISとにより相補型のMIS・FE
Tが構成されている領域もある。
In the element formation region surrounded by the isolation portion 14, a p-channel MIS • FET (hereinafter abbreviated as pMIS) QP1, Q having a gate length of, for example, about 0.25 μm is provided.
P2 and n-channel type MIS-FET (hereinafter referred to as nM
QN1 and QN2 are formed. And
The complementary MIS-FE is formed by the pMIS and the nMIS.
In some areas, T is configured.

【0042】このpMISQP1,QP2 の各々は、nウ
エル13NW1,13NW2 の各々に形成された一対の半
導体領域15pd, 15pdと、エピタキシャル層1e
の主面上に形成されたゲート絶縁膜16i1,16i2
と、その各々の上に形成されたゲート電極17gとを有
している。また、nMISQN1,QN2 の各々は、pウ
エル13PW1,13PW2 の各々に形成された一対の半
導体領域15nd, 15ndと、エピタキシャル層1e
の主面上に形成されたゲート絶縁膜16i1,16i2
と、その各々の上に形成されたゲート電極17gとを有
している。
Each of the pMISs QP1 and QP2 has a pair of semiconductor regions 15pd and 15pd formed in each of the n-wells 13NW1 and 13NW2 and an epitaxial layer 1e.
Gate insulating films 16i1, 16i2 formed on the main surface of
And a gate electrode 17g formed on each of them. Each of the nMISs QN1 and QN2 has a pair of semiconductor regions 15nd and 15nd formed in each of the p-wells 13PW1 and 13PW2 and an epitaxial layer 1e.
Gate insulating films 16i1, 16i2 formed on the main surface of
And a gate electrode 17g formed on each of them.

【0043】一対の半導体領域15pd, 15pdは、
pMISQP1,QP2 のソース・ドレイン領域を形成す
るための領域であり、チャネル領域を挟んで互いに離間
して形成されている。また、一対の半導体領域15n
d, 15ndは、nMISQN1,QN2 のソース・ドレ
イン領域を形成するための領域であり、チャネル領域を
挟んで互いに離間して形成されている。
The pair of semiconductor regions 15pd, 15pd are
This is a region for forming source / drain regions of pMISQP1 and QP2, and is formed apart from each other with a channel region interposed therebetween. Also, a pair of semiconductor regions 15n
Reference numerals d and 15nd denote regions for forming source / drain regions of the nMISs QN1 and QN2, which are formed apart from each other with the channel region interposed therebetween.

【0044】各半導体領域15pd, 15ndは、低濃
度領域15pd1,15nd1 と、高濃度領域15pd2,
15nd2 と、シリサイド層15d3 とを有している。
低濃度領域15pd1,15nd1 は、主としてホットキ
ャリア効果を抑制するための領域であり、チャネル領域
に隣接している。また、高濃度領域15pd2,15nd
2 は、低濃度領域15pd1,15nd1 の平面寸法分だ
けチャネル領域から平面的に離間した位置に形成されて
いる。この低濃度領域15pd1 および高濃度領域15
pd2 は、例えばホウ素が導入されてp型に設定されて
いる。また、この低濃度領域15nd1 および高濃度領
域15nd2 は、例えばリンまたはヒ素が導入されてn
型に設定されている。なお、低濃度領域15pd1,15
nd1 の導電型を決める不純物の濃度は、それぞれ高濃
度領域15pd2,15nd2 のそれに比べて低く設定さ
れている。
Each of the semiconductor regions 15pd and 15nd has low-concentration regions 15pd1 and 15nd1 and high-concentration regions 15pd2 and 15nd2.
15nd2 and a silicide layer 15d3.
The low concentration regions 15pd1 and 15nd1 are regions mainly for suppressing the hot carrier effect, and are adjacent to the channel region. In addition, the high concentration regions 15pd2, 15nd
2 is formed at a position two-dimensionally separated from the channel region by the plane dimension of the low concentration regions 15pd1 and 15nd1. The low density region 15pd1 and the high density region 15
pd2 is set to a p-type by introducing, for example, boron. The low-concentration region 15nd1 and the high-concentration region 15nd2 are formed, for example, by introducing phosphorus or arsenic.
Set to type. Note that the low-concentration regions 15pd1, 15
The impurity concentration that determines the conductivity type of nd1 is set lower than those of the high concentration regions 15pd2 and 15nd2.

【0045】また、シリサイド層15d3 は、半導体領
域15pd, 15ndと配線との接触抵抗を下げる機能
を有しており、例えばチタンシリサイド等からなり、半
導体領域15pd, 15ndの上部に形成されている。
なお、低濃度領域15pd1,15nd1 の上記チャネル
領域側の底部角近傍にソース・ドレイン間のパンチスル
ーを抑制するためのポケット領域を設けても良い。この
ポケット領域は、半導体領域15pd, 15ndの導電
型とは反対の導電型に設定される。
The silicide layer 15d3 has a function of reducing the contact resistance between the semiconductor regions 15pd and 15nd and the wiring, and is made of, for example, titanium silicide, and is formed on the semiconductor regions 15pd and 15nd.
A pocket region for suppressing punch-through between the source and the drain may be provided near the bottom corner of the low-concentration regions 15pd1 and 15nd1 on the channel region side. This pocket region is set to a conductivity type opposite to the conductivity type of semiconductor regions 15pd and 15nd.

【0046】ゲート絶縁膜16i1,16i2 は、共に、
例えばシリコン酸化膜からなるが、その厚さが異なり、
ゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜)16i1 の厚さの
方が、ゲート絶縁膜(第2のゲート絶縁膜)16i2 の
厚さよりも厚く形成されている。ゲート絶縁膜16i1
の厚さは、例えば8nm程度であり、上記した入出力回
路領域2およびフェーズロックループ回路領域3(図1
参照)のMIS・FETを構成し、ゲート絶縁膜16i
2 の厚さは、例えば4. 5nm程度であり、上記した回
路領域4〜12(図1参照)のMIS・FETを構成し
ている。いずれのゲート絶縁膜16i1,16i2 もエピ
タキシャル層1e上に形成することにより、膜質を向上
させることができるので、高い信頼性が得られている。
The gate insulating films 16i1 and 16i2 are both
For example, it consists of a silicon oxide film, but its thickness is different,
The thickness of the gate insulating film (first gate insulating film) 16i1 is formed to be larger than the thickness of the gate insulating film (second gate insulating film) 16i2. Gate insulating film 16i1
Has a thickness of, for example, about 8 nm, and has the input / output circuit area 2 and the phase-locked loop circuit area 3 (FIG. 1).
MISFET), and the gate insulating film 16i
The thickness of 2 is, for example, about 4.5 nm, and constitutes the MIS-FET of the above-described circuit regions 4 to 12 (see FIG. 1). By forming any of the gate insulating films 16i1 and 16i2 on the epitaxial layer 1e, the film quality can be improved, so that high reliability is obtained.

【0047】なお、ゲート絶縁膜16i1,16i2 の両
方または薄い方を酸窒化膜(SiON)で形成しても良
い。これにより、ゲート絶縁膜16i1,16i2 中にお
ける界面準位の発生を抑制でき、また、ゲート絶縁膜1
6i1,16i2 中の電子トラップを低減できるので、ゲ
ート絶縁膜16i1,16i2 におけるホットキャリア耐
性を向上させることが可能となる。したがって、ゲート
絶縁膜16i1,16i2 の信頼性(特に、膜厚の薄いゲ
ート絶縁膜16i2 の信頼性)を向上させることが可能
となる。
Note that both or the thinner of the gate insulating films 16i1 and 16i2 may be formed of an oxynitride film (SiON). As a result, the generation of interface states in the gate insulating films 16i1 and 16i2 can be suppressed.
Since electron traps in 6i1 and 16i2 can be reduced, it is possible to improve hot carrier resistance in gate insulating films 16i1 and 16i2. Therefore, the reliability of the gate insulating films 16i1 and 16i2 (particularly, the reliability of the thin gate insulating film 16i2) can be improved.

【0048】このようなゲート絶縁膜16i1,16i2
の酸窒化方法としては、例えばゲート絶縁膜16i1,1
6i2 を酸化処理によって成膜する際にNH3 ガス雰囲
気やNO2 ガス雰囲気中において高温熱処理を施す方
法、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜16i1,1
6i2 を形成した後、その上面に窒化膜を形成する方
法、エピタキシャル層1eの主面に窒素をイオン注入し
た後にゲート絶縁膜16i1,16i2 の形成のための酸
化処理を施す方法またはゲート電極形成用のポリシリコ
ン膜に窒素をイオン注入した後、熱処理を施して窒素を
ゲート絶縁膜16i1,16i2 に析出させる方法等があ
る。
Such a gate insulating film 16i1, 16i2
As an oxynitriding method, for example, the gate insulating film 16i1,1
A method of performing a high-temperature heat treatment in an NH 3 gas atmosphere or a NO 2 gas atmosphere when forming 6i2 by oxidation, a gate insulating film 16i1,1 made of a silicon oxide film or the like;
After the formation of 6i2, a method of forming a nitride film on the upper surface thereof, a method of performing an oxidation treatment for forming gate insulating films 16i1 and 16i2 after ion-implanting nitrogen into the main surface of the epitaxial layer 1e, or a method of forming a gate electrode. After ion implantation of nitrogen into the polysilicon film, heat treatment is performed to deposit nitrogen on the gate insulating films 16i1 and 16i2.

【0049】また、ゲート電極17gは、導体膜17g
1 上にシリサイド層17g2 を設けた2層構造となって
いる。この導体膜17g1 は、例えば低抵抗ポリシリコ
ンからなる。また、シリサイド層17g2 は、ゲート電
極17gの電気抵抗を下げ、かつ、配線との接触抵抗を
下げる機能を有し、例えばチタンシリサイド等からな
り、上記シリサイド層15d3 と同じ形成工程時に形成
されている。
The gate electrode 17g is made of a conductive film 17g.
1 has a two-layer structure in which a silicide layer 17g2 is provided. The conductor film 17g1 is made of, for example, low-resistance polysilicon. The silicide layer 17g2 has a function of lowering the electric resistance of the gate electrode 17g and lowering the contact resistance with the wiring. The silicide layer 17g2 is made of, for example, titanium silicide, and is formed in the same forming step as the silicide layer 15d3. .

【0050】ただし、ゲート電極17gの構造は、これ
に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば
低抵抗ポリシリコンの単体膜構造または低抵抗ポリシリ
コン上に窒化チタンや窒化タングステン等のバリア金属
膜を介してタングステン等のような金属膜を設けたポリ
メタル構造でも良い。ポリメタル構造を採用した場合に
はゲート電極17gの電気抵抗を大幅に下げることがで
きる。この構造は、特にゲート電極17gのゲート幅が
長い場合に有効である。
However, the structure of the gate electrode 17g is not limited to this, and can be variously changed. For example, a single-layer structure of low-resistance polysilicon or a barrier such as titanium nitride or tungsten nitride is formed on low-resistance polysilicon. A polymetal structure in which a metal film such as tungsten is provided via a metal film may be used. When a polymetal structure is employed, the electric resistance of the gate electrode 17g can be significantly reduced. This structure is particularly effective when the gate width of the gate electrode 17g is long.

【0051】なお、ゲート電極17gの側面には、例え
ばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはそれらの複合
膜等からなるサイドウォール18が形成されている。サ
イドウォール18をシリコン窒化膜で形成した場合に
は、層間絶縁膜に半導体領域15pd, 15ndが露出
するような接続孔を穿孔する際にそのサイドウォール1
8をエッチングストッパとして機能させることで当該接
続孔を自己整合的に位置合わせ良く形成することができ
るので、素子のレイアウト面積の微細化、信頼性の向上
および特性の向上を実現できる。
A side wall 18 made of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film thereof is formed on the side surface of the gate electrode 17g. When the side wall 18 is formed of a silicon nitride film, the side wall 1 is formed when a connection hole exposing the semiconductor regions 15pd and 15nd is formed in the interlayer insulating film.
By making the hole 8 function as an etching stopper, the connection hole can be formed in a self-aligned manner with good alignment, so that the layout area of the element can be miniaturized, the reliability can be improved, and the characteristics can be improved.

【0052】このような素子形成基板1の主面上には、
第1層から第5層の配線19L1 〜19L5 が形成され
ている。第1層の配線19L1 の配線層とエピタキシャ
ル層1eの主面との間には層間絶縁膜20aが設けられ
ている。この層間絶縁膜20aの一部には、半導体領域
15pd, 15ndが露出するような接続孔21aが穿
孔されており、その接続孔21aには、例えば低抵抗ポ
リシリコンが埋め込まれプラグ22aが形成されてい
る。上記した第1層の配線19L1 は、例えばタングス
テン等からなり、プラグ22aを通じて半導体領域15
pd, 15ndと電気的に接続されている。
On the main surface of such an element forming substrate 1,
Wirings 19L1 to 19L5 of the first to fifth layers are formed. An interlayer insulating film 20a is provided between the wiring layer of the first wiring 19L1 and the main surface of the epitaxial layer 1e. A connection hole 21a is formed in a part of the interlayer insulating film 20a so that the semiconductor regions 15pd and 15nd are exposed. In the connection hole 21a, for example, low-resistance polysilicon is buried to form a plug 22a. ing. The first-layer wiring 19L1 is made of, for example, tungsten or the like, and is formed through the plug 22a.
pd, 15nd.

【0053】また、第2層から第5層の配線19L2 〜
19L5 は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム−
シリコン−銅合金からなり、各配線層の間には、それぞ
れ層間絶縁膜20b〜20eが設けられている。層間絶
縁膜20b〜20eの各々の一部には、下層の配線が露
出するような接続孔21b〜21eが穿孔され、その各
々にプラグ22b〜22eが形成されている。このプラ
グ22b〜22eは、例えば低抵抗ポリシリコン、タン
グステンまたは窒化チタンからなり、これを通じてその
上下の配線間が電気的に接続されている。なお、層間絶
縁膜20a〜20eは、例えばシリコン酸化膜からな
る。この層間絶縁膜20e上には、表面保護膜23が被
着されており、これにより、第5の配線19L5 が被覆
されている。表面保護膜23は、例えばシリコン酸化膜
の単体膜またはシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を堆
積した複合膜で形成されている。
Further, the wirings 19L2 to 19L2 to
19L5 is, for example, aluminum or aluminum-
It is made of a silicon-copper alloy, and interlayer insulating films 20b to 20e are provided between the respective wiring layers. In a part of each of the interlayer insulating films 20b to 20e, connection holes 21b to 21e are formed so as to expose the underlying wiring, and plugs 22b to 22e are formed in each of them. The plugs 22b to 22e are made of, for example, low-resistance polysilicon, tungsten, or titanium nitride, and the upper and lower wirings are electrically connected through the plugs. The interlayer insulating films 20a to 20e are made of, for example, a silicon oxide film. On this interlayer insulating film 20e, a surface protective film 23 is deposited, and thereby the fifth wiring 19L5 is covered. The surface protection film 23 is formed of, for example, a single film of a silicon oxide film or a composite film in which a silicon nitride film is deposited on a silicon oxide film.

【0054】次に、本実施の形態1の半導体集積回路装
置の製造方法を図3〜図7により説明する。なお、図3
〜図7の断面図は、説明を簡単にするため図1の一部を
抜き出して示したものである。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. Note that FIG.
7 are partially extracted from FIG. 1 for simplicity of description.

【0055】まず、図3に示すように、半導体基板1s
上にエピタキシャル層1eを形成した素子形成基板1を
用意する。
First, as shown in FIG. 3, the semiconductor substrate 1s
An element forming substrate 1 having an epitaxial layer 1e formed thereon is prepared.

【0056】半導体基板1sは、例えばCZ法により得
られた半導体インゴットを、外形整形、切断(スライ
ス)、周辺形状加工、ラッピング、エッチング、鏡面研
磨、洗浄および検査等のような処理工程を適宜経て作成
されている。なお、この半導体基板1s中のホウ素等
は、CZ法等による結晶成長時に導入される。
The semiconductor substrate 1s is obtained by subjecting a semiconductor ingot obtained by, for example, the CZ method to appropriate processing steps such as external shape shaping, cutting (slicing), peripheral shape processing, lapping, etching, mirror polishing, cleaning, and inspection. Have been created. Note that boron and the like in the semiconductor substrate 1s are introduced during crystal growth by the CZ method or the like.

【0057】また、エピタキシャル層1eは、例えばC
VD法で形成されている。すなわち、例えば四塩化ケイ
素、三塩化シラン、ジクロルシランまたはモノシラン等
の原料ガスを水素等のようなキャリアガスにのせて半導
体基板1sの表面に流し、水素還元または熱分解により
半導体基板1sの表面にシリコンを析出させることで形
成されている。
The epitaxial layer 1e is made of, for example, C
It is formed by the VD method. That is, for example, a source gas such as silicon tetrachloride, silane trichloride, dichlorosilane or monosilane is put on a carrier gas such as hydrogen and flowed over the surface of the semiconductor substrate 1s, and silicon is reduced on the surface of the semiconductor substrate 1s by hydrogen reduction or thermal decomposition. Is formed.

【0058】続いて、この素子形成基板1に浅溝型の分
離部14を形成する。この分離部14は、エピタキシャ
ル層1eに浅溝14aをフォトリソグラフィ技術および
ドライエッチング技術により掘った後、その浅溝14a
を含むエピタキシャル層1e上に、例えばシリコン酸化
膜等からなる分離用絶縁膜14bをCVD法等により堆
積し、さらに、その分離用絶縁膜14bをCMP(Chem
ical Mechanical Polishing )法等により削り、浅溝1
4a内のみに分離用絶縁膜14bを残すことで形成され
ている。
Subsequently, a shallow trench type isolation portion 14 is formed on the element forming substrate 1. This separation portion 14 is formed by digging a shallow groove 14a in the epitaxial layer 1e by photolithography and dry etching, and then forming the shallow groove 14a.
Is deposited on the epitaxial layer 1e containing, for example, a silicon oxide film or the like by a CVD method or the like, and furthermore, the isolation insulating film 14b is formed by CMP (Chem.
ical Mechanical Polishing) method, etc., shallow groove 1
It is formed by leaving the isolation insulating film 14b only in 4a.

【0059】その後、エピタキシャル層1eの表面層の
改質と次工程以降における汚染に対する表面保護を兼ね
た犠牲酸化膜の形成処理、nウエル13NW1,13NW
2 およびpウェル13PW1,13PW2 (図1参照)の
形成処理および各MIS・FETのしきい値電圧調整用
のイオン打ち込み処理を順に行った後、例えば希フッ酸
水溶液を用いて上記犠牲酸化膜を除去する。ここまでの
工程は、上記素子形成基板1を用いること以外通常の方
法によった。
Thereafter, a process of forming a sacrificial oxide film which serves both to modify the surface layer of the epitaxial layer 1e and to protect the surface from contamination in the next and subsequent steps, and to form n-wells 13NW1 and 13NW
2 and p-wells 13PW1 and 13PW2 (see FIG. 1) and an ion implantation process for adjusting the threshold voltage of each MIS • FET are sequentially performed. Then, the sacrificial oxide film is removed using, for example, a dilute hydrofluoric acid aqueous solution. Remove. The steps up to this point were based on a normal method except that the above-mentioned element forming substrate 1 was used.

【0060】次いで、素子形成基板1に対して、第1回
目の酸化処理を施すことにより、図4に示すように、エ
ピタキシャル層1e上にゲート絶縁膜16iを形成す
る。この酸化処理では、例えば800℃程度のウェット
酸化処理を採用した。また、この段階におけるゲート絶
縁膜16iの厚さは、エピタキシャル層1eの主面の全
領域において設計上等しく、例えば7.7nm程度であ
る。
Next, by subjecting the element forming substrate 1 to a first oxidation treatment, a gate insulating film 16i is formed on the epitaxial layer 1e as shown in FIG. In this oxidation treatment, for example, a wet oxidation treatment at about 800 ° C. was employed. The thickness of the gate insulating film 16i at this stage is equal in design over the entire main surface of the epitaxial layer 1e, for example, about 7.7 nm.

【0061】ここで、設計上とは誤差の範囲を含むこと
を意味し、設計上等しいとは、その酸化処理工程で目的
とした厚さが等しいことを意味するものであり、実物を
観測した場合に厳密に見れば厚さが異なっている部分が
あったとしてもそれが誤差の範囲内であるならば等しい
と解することを意味するものである。
Here, "design" means including an error range, and "equal in design" means that the thicknesses intended in the oxidation process are equal, and the actual product was observed. Strictly speaking, it means that even if there is a portion having a different thickness, if it is within an error range, it is considered equal.

【0062】続いて、図5に示すように、この素子形成
基板1の主面上に、相対的に厚いゲート絶縁膜を形成す
る領域が被覆され、かつ、相対的に薄いゲート絶縁膜を
形成する領域が露出されるフォトレジストパターン24
aをフォトリソグラフィ技術により形成した後、これを
エッチングマスクとして、例えばフッ酸とフッ化アンモ
ニウムの混合水溶液を用いたエッチング処理を施すこと
により、フォトレジストパターン24aから露出する領
域ではゲート絶縁膜16iを除去し、フォトレジストパ
ターン24aで覆われた領域ではゲート絶縁膜16iを
残す。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a region for forming a relatively thick gate insulating film is covered on the main surface of the element forming substrate 1, and a relatively thin gate insulating film is formed. Pattern 24 exposing regions to be exposed
After a is formed by photolithography, the gate insulating film 16i is exposed in a region exposed from the photoresist pattern 24a by performing an etching process using, for example, a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride using this as an etching mask. The gate insulating film 16i is left in the region covered with the photoresist pattern 24a.

【0063】その後、フォトレジストパターン24aを
オゾンアッシャ等により除去した後、例えば50℃程度
に加熱したアンモニア水と過酸化水素水との混合水溶
液、80℃程度に加熱した塩酸と過酸化水素水との混合
水溶液および希釈したフッ酸水溶液を順に用いて洗浄す
る。
Then, after removing the photoresist pattern 24a by an ozone asher or the like, for example, a mixed aqueous solution of ammonia water and hydrogen peroxide heated to about 50 ° C., hydrochloric acid and hydrogen peroxide heated to about 80 ° C. And a diluted aqueous solution of hydrofluoric acid.

【0064】この際、本実施の形態1では、ゲート絶縁
膜16iをエピタキシャル層1e上に形成していること
により、ゲート絶縁膜16i中の欠陥誘発要素が非常に
少ないので、この洗浄処理によってゲート絶縁膜16i
に致命的な欠陥が生じるのを、エピタキシャル層1eを
設けない通常の半導体基板上にそのゲート絶縁膜を形成
した場合に比較して大幅に低減することができる。
At this time, in the first embodiment, since the gate insulating film 16i is formed on the epitaxial layer 1e, there are very few defects inducing elements in the gate insulating film 16i. Insulating film 16i
Can be significantly reduced as compared with a case where the gate insulating film is formed on a normal semiconductor substrate without the epitaxial layer 1e.

【0065】次いで、素子形成基板1に対して、第2回
目の酸化処理を施すことにより、図6に示すように、エ
ピタキシャル層1e上に厚さの異なるゲート絶縁膜16
i1,16i2 を形成する。この酸化処理では、例えば7
50℃程度のウェット酸化処理を採用した。また、この
段階におけるゲート絶縁膜16i1,16i2 の厚さは互
いに異なり、相対的に厚いゲート絶縁膜16i1 の厚さ
は、例えば8nm程度、相対的に薄いゲート絶縁膜16
i2 の厚さは、例えば4. 5nm程度である。
Next, the element forming substrate 1 is subjected to a second oxidation treatment, so that the gate insulating films 16 having different thicknesses are formed on the epitaxial layer 1e as shown in FIG.
i1, 16i2 are formed. In this oxidation treatment, for example, 7
A wet oxidation treatment at about 50 ° C. was employed. At this stage, the thicknesses of the gate insulating films 16i1 and 16i2 are different from each other, and the thickness of the relatively thick gate insulating film 16i1 is, for example, about 8 nm.
The thickness of i2 is, for example, about 4.5 nm.

【0066】この相対的に厚いゲート絶縁膜16i1 の
厚さが、第1回目の酸化処理後のゲート絶縁膜16iの
厚さ(7.7nm程度)にほぼ等しいのは、第1回目の酸
化処理後の洗浄工程によりゲート絶縁膜16iの上層部
分が若干削られた後再度酸化処理を受けたからである。
ただし、上記したようにゲート絶縁膜16iは膜質が良
好なので、その洗浄処理等によりゲート絶縁膜16iの
上層部分が削られたとしてもそれは設計(誤差)の範囲
内であり、致命的な欠陥になるものを大幅に低減できる
のである。なお、エピタキシャル層を設けない通常の半
導体基板上に形成したゲート絶縁膜の場合にはその洗浄
工程等により上層部が削られると、そのゲート絶縁膜中
に存在し、それまでは問題とならなかった欠陥が露出す
るようになり、その露出した欠陥部分を起点として、そ
のゲート絶縁膜に半導体基板の主面に達するような微細
な孔が形成され致命的な欠陥に到る場合等がある。
The reason why the thickness of the relatively thick gate insulating film 16i1 is substantially equal to the thickness (about 7.7 nm) of the gate insulating film 16i after the first oxidation treatment is as follows. This is because the upper layer portion of the gate insulating film 16i is slightly removed by a later cleaning process and then subjected to an oxidizing process again.
However, since the gate insulating film 16i has a good film quality as described above, even if the upper layer portion of the gate insulating film 16i is shaved by a cleaning process or the like, it is within the range of design (error), and a fatal defect is caused. Can be greatly reduced. In the case of a gate insulating film formed on a normal semiconductor substrate on which no epitaxial layer is provided, if the upper layer portion is shaved by a cleaning process or the like, the gate insulating film is present in the gate insulating film and does not pose a problem until then. In some cases, a fine hole reaching the main surface of the semiconductor substrate is formed in the gate insulating film starting from the exposed defect portion, resulting in a fatal defect.

【0067】続いて、図7に示すように、ゲート絶縁膜
16i1,16i2 および分離部14上に、例えば低抵抗
ポリシリコンからなる導体膜17をCVD法等により形
成した後、この導体膜17をフォトリソグラフィ技術お
よびドライエッチング技術によりパターニングすること
により、上記図1に示したゲート電極17gの導体膜1
7g1 を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a conductor film 17 made of, for example, low-resistance polysilicon is formed on the gate insulating films 16i1 and 16i2 and the isolation portion 14 by a CVD method or the like. The conductive film 1 of the gate electrode 17g shown in FIG.
7 g1 are formed.

【0068】その後、素子形成基板1の主面上に導体膜
17g1 の表面を覆うような絶縁膜をCVD法等により
形成した後、その絶縁膜を異方性のドライエッチング処
理によってエッチバックすることにより、導体膜17g
1 の側面にサイドウォール18(図1参照)を形成す
る。
Thereafter, an insulating film covering the surface of the conductor film 17g1 is formed on the main surface of the element forming substrate 1 by a CVD method or the like, and the insulating film is etched back by anisotropic dry etching. As a result, the conductive film 17g
A side wall 18 (see FIG. 1) is formed on the side surface of the first side.

【0069】さらに、その後、導体膜17g1 の上面お
よび半導体領域15pd, 15ndの上面を露出させた
後、素子形成基板1の主面上に、例えばチタン等のよう
な導体膜をスパッタリング法等により被着し熱処理を施
すことにより、導体膜17g1 の上部および半導体領域
15pd, 15ndの上部に、それぞれシリサイド層1
7g2,15d3,15d3 を形成する。これ以降は、半導
体集積回路装置の通常の製造プロセスを経て、図1およ
び図2に示したマイクロプロセッサを完成させた。
Further, after exposing the upper surface of the conductor film 17g1 and the upper surfaces of the semiconductor regions 15pd and 15nd, a conductor film such as titanium is coated on the main surface of the element forming substrate 1 by a sputtering method or the like. By performing heat treatment, the silicide layer 1 is formed on the conductive film 17g1 and on the semiconductor regions 15pd and 15nd, respectively.
7g2,15d3,15d3 are formed. Thereafter, the microprocessor shown in FIGS. 1 and 2 was completed through a normal manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0070】次に、本発明の技術思想によるゲート絶縁
膜の信頼性の向上効果をより明確に確認するための実験
結果を図8および図9により説明する。
Next, experimental results for more clearly confirming the effect of improving the reliability of the gate insulating film according to the technical concept of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0071】図8および図9は、第1のゲート電極の形
成工程までを、後述する点を除き、上記実施の形態1と
同一工程を経て形成したMOS(Metal Oxide Semicond
uctor )キャパシタを用いて、ゲート酸化膜に加える電
界を増加させていった際に絶縁破壊したキャパシタの数
を元にポアッソン分布を仮定して欠陥の累積密度を求
め、これを酸化膜電界強度の関数として示したものであ
る。
FIGS. 8 and 9 show a MOS (Metal Oxide Semiconductor) formed through the same steps as the first embodiment up to the step of forming the first gate electrode, except for the points described later.
uctor) The cumulative density of defects was calculated by assuming a Poisson distribution based on the number of capacitors that had broken down when the electric field applied to the gate oxide film was increased using a capacitor. It is shown as a function.

【0072】なお、同MOSキャパシタの作成方法は、
上記エッチングマスクを半導体チップ全体に形成したも
のと全く形成しないものとを同一半導体ウエハ上に形成
した点およびゲート電極が素子形成領域の全体を被覆す
るように形成されている点が上記実施の形態1の作成方
法と異なる。これにより、ゲート酸化膜の厚さをチップ
単位で作り分けた。各々のゲート酸化膜の厚さはそれぞ
れ4.5nmと8nmである。
The method of making the MOS capacitor is as follows.
The point that the etching mask formed on the entire semiconductor chip and that not formed at all are formed on the same semiconductor wafer and that the gate electrode is formed so as to cover the entire element forming region is the same as that of the above embodiment. 1 is different from the creation method. Thus, the thickness of the gate oxide film was separately formed for each chip. The thickness of each gate oxide film is 4.5 nm and 8 nm, respectively.

【0073】図8および図9は、薄膜側および厚膜側の
ゲート酸化膜の累積欠陥をゲート酸化膜に印加した電界
強度の関数としてそれぞれ示す。通常の使用状態におい
てゲート酸化膜に加わる電界の強度は4MV/cm程度
であるが、長期間(通常は10年)の使用でも絶縁破壊
をもたらさないようにするためには、図8および図9に
おける測定の場合のように短期的には常用状態より高め
の8MV/cm程度の電界を加えても絶縁破壊しないよ
うにすることが必要である。今日のLSIの集積度を考
慮すると絶縁破壊をもたらす欠陥の密度を多くとも2個
/cm2 、望ましくは1個/cm2 以下にすることが必
要である。図8および図9から、本発明によればゲート
酸化膜の絶縁破壊をもたらす欠陥密度は薄い方のゲート
酸化膜ではほとんど0、厚い方では1個/cm2 以下と
今日のLSIに必要とされるレベルに十分到達している
ことが分かる。
FIGS. 8 and 9 show the cumulative defects of the thin and thick gate oxide films as a function of the electric field strength applied to the gate oxide film, respectively. The intensity of the electric field applied to the gate oxide film in a normal use state is about 4 MV / cm. However, in order to prevent dielectric breakdown even when used for a long time (usually 10 years), FIGS. It is necessary to prevent dielectric breakdown even when an electric field of about 8 MV / cm, which is higher than the normal state, is applied in the short term as in the case of the measurement in the above. In view of the degree of integration of today's LSIs, it is necessary to reduce the density of defects that cause dielectric breakdown to at most 2 / cm 2 , preferably 1 / cm 2 or less. From FIGS. 8 and 9, according to the present invention, the defect density that causes the dielectric breakdown of the gate oxide film is almost 0 for the thinner gate oxide film and 1 defect / cm 2 or less for the thicker one, which is required for today's LSI. It can be seen that the level has been sufficiently reached.

【0074】図10には、素子形成基板として本発明で
説明したエピタキシャルシリコン基板等とCZ法による
半導体基板(CZ基板と略す)とを用いた場合の結果を
比較して示す。同図を求めるのに使用したMOSキャパ
シタは、第1の熱酸化膜の厚さを18nm、第2の熱酸
化膜の厚さを12nmとした点、およびレジストマスク
をオゾン送気しながら120℃に加熱した濃硫酸(以下
オゾン硫酸と称す)中で除去した点以外は、図8および
図9のMOSキャパソタと同様にして作成した。仕上が
りのゲート酸化膜の厚さはそれぞれ12nmと25nm
であった。
FIG. 10 shows a comparison between the results obtained when an epitaxial silicon substrate or the like described in the present invention and a semiconductor substrate formed by the CZ method (abbreviated as a CZ substrate) are used as element forming substrates. The MOS capacitor used to obtain this figure is such that the first thermal oxide film has a thickness of 18 nm, the second thermal oxide film has a thickness of 12 nm, and the resist mask is heated at 120 ° C. while supplying ozone gas. 8 and 9 except that it was removed in concentrated sulfuric acid (hereinafter referred to as ozone sulfuric acid) heated in FIG. Finished gate oxide film thickness is 12nm and 25nm respectively
Met.

【0075】図8および図9から明らかなように相対的
に厚い方のゲート酸化膜の信頼性の方が劣るので、図1
0には相対的に厚い方のゲート酸化膜に関する結果を示
した。この図10から、本発明によればゲート酸化膜の
絶縁破壊をもたらす欠陥密度は、CZ基板を用いた場合
の技術の5個/cm2 から0.7個/cm2 へと大きく低
減され、本発明の有効性が改めて確認できる。
As is apparent from FIGS. 8 and 9, the reliability of the relatively thick gate oxide film is inferior.
A value of 0 indicates a result for a relatively thick gate oxide film. From FIG. 10, according to the present invention, the defect density causing dielectric breakdown of the gate oxide film is greatly reduced from 5 / cm 2 of the technology using the CZ substrate to 0.7 / cm 2 , The effectiveness of the present invention can be confirmed again.

【0076】なお、図8〜図10の結果を比較するとレ
ジスト除去をオゾンアッシャとオゾン硫酸のいずれで行
おうとも厚膜側のゲート酸化膜の欠陥密度は同等のレベ
ルにあることが分かる。したがって、レジスト除去をオ
ゾンアッシャで行った方が危険な作業および有害薬品の
使用量を減らすことができるという製造上の利点があ
る。また、レジスト除去に低損傷と称するプラズマアッ
シャを用いた場合にもゲート酸化膜の信頼性に関してほ
ぼ同等の結果を得ることができる場合もあったが、プラ
ズマアッシャの中には厚膜側のゲート酸化膜の絶縁破壊
を増加させたり、膜厚を減少させたりするものがあっ
た。また、同一方式のプラズマアッシャを用いた場合に
も生産ラインによってゲート酸化膜の絶縁破壊がオゾン
アッシャと同等の場合と増加する場合とがあった。した
がって、レジスト除去にプラズマアッシャを用いる場合
には十分な吟味が必要である。
When comparing the results of FIGS. 8 to 10, it can be seen that the defect density of the gate oxide film on the thick film side is at the same level regardless of whether the resist is removed with ozone asher or ozone sulfuric acid. Therefore, there is an advantage in manufacturing that removing the resist with an ozone asher can reduce dangerous work and the amount of harmful chemicals used. In addition, when a plasma asher called "low damage" is used for removing the resist, almost the same result can be obtained in terms of the reliability of the gate oxide film. In some cases, the dielectric breakdown of the oxide film is increased or the film thickness is reduced. Further, even when the same type of plasma asher is used, the dielectric breakdown of the gate oxide film may be increased depending on the production line as compared with the case where the ozone asher is equivalent. Therefore, when a plasma asher is used for removing the resist, sufficient examination is required.

【0077】次に、欠陥密度を8MV/cmで判定する
根拠について説明する。通常の動作条件(印加電圧4M
V/cm)で10年(3×108 秒)以内にゲート酸化
膜に絶縁破壊をもたらす欠陥は、絶縁耐圧測定では8M
V/cm以下の印加電圧で絶縁破壊をもたらすと推定し
ている。その根拠は以下の通りである。
Next, the basis for determining the defect density at 8 MV / cm will be described. Normal operating conditions (applied voltage 4M
(V / cm) within 10 years (3 × 10 8 seconds), the defect that causes dielectric breakdown in the gate oxide film is 8M in the dielectric strength measurement.
It is estimated that an applied voltage of V / cm or less causes dielectric breakdown. The basis is as follows.

【0078】無欠陥のゲート酸化膜は図11のTa(I
NTRINSIC)で示した絶縁破壊寿命を有する。同
図は微小(面積10-6cm2 )なMOSキャパシタを用
いて11〜15MV/cmの範囲内で実験的に求めた平
均寿命t50をもとにt50=Aexp(B/Fox)(た
だし、AとBは実験時とのフィッティングにより求まる
定数)の関係を用いて内挿および外挿したものである。
なお、上記式はProc. IEEE 1991 In
t. Conf. MicroelectronicTes
t Structures4, 17−21(1991)
に記載がある。
The defect-free gate oxide film is formed of Ta (I
NTRINSIC). The figure shows that t50 = Aexp (B / Fox) (where, however, based on the average life t50 experimentally obtained in the range of 11 to 15 MV / cm using a small (area 10 −6 cm 2 ) MOS capacitor). A and B have been interpolated and extrapolated using the relationship of a constant obtained by fitting with the experiment.
Note that the above equation is based on Proc. IEEE 1991 In.
t. Conf. MicroelectronicTes
t Structures 4, 17-21 (1991)
There is a description.

【0079】酸化膜の欠陥においては局所的に膜厚が薄
いと仮定することにより欠陥起因の絶縁破壊の電界加速
性を予測できることが知られている。そこで、動作条件
(4MV/cm)での平均寿命t50が10年(3×10
8 秒)となるように酸化膜欠陥の膜厚をフィッティング
により求める。本来の厚さの半分の欠陥が酸化膜中に存
在するとして寿命予測を行った結果を図11中のTb
(WEAK SPOT)で表示した実線で示す。通常の
絶縁耐圧測定(TZDB)では絶縁膜へ約0. 1秒程度
電圧を印加した後、絶縁破壊の有無を判定するので、こ
れに相当する電界強度を上記Tbから読みとると8MV
/cmとなる。
It is known that the acceleration of the electric field of dielectric breakdown caused by defects can be predicted by assuming that the thickness of an oxide film is locally thin. Therefore, the average life t50 under operating conditions (4 MV / cm) is 10 years (3 × 10
The thickness of the oxide film defect is determined by fitting so as to be 8 seconds. Assuming that a defect having a half of the original thickness exists in the oxide film, the life was predicted and the result of Tb in FIG.
(WEAK SPOT). In a normal dielectric breakdown voltage measurement (TZDB), a voltage is applied to the insulating film for about 0.1 second, and then the presence or absence of dielectric breakdown is determined. Therefore, the electric field strength corresponding to this is 8 MV when read from the above Tb.
/ Cm.

【0080】次に、本発明に至った検討過程において、
本発明が特に有効であるゲート絶縁膜厚の範囲を見出し
たので、図12を用いてこれを説明する。同図はCZ基
板(発明者検討技術)およびCZ基板上にエピタキシャ
ルシリコン膜を形成した基板(本発明)をそれぞれ用い
てゲート酸化膜を形成し、例えば希フッ酸水溶液中にお
いて同酸化膜をエッチングした後にゲート電極を形成す
ることにより作成したMOSキャパシタのゲート酸化膜
の欠陥密度を図8〜図10と同様にして測定した結果を
示したものである。
Next, in the examination process leading to the present invention,
Now that the present invention has found a range of the gate insulating film thickness that is particularly effective, this will be described with reference to FIG. The figure shows that a gate oxide film is formed by using a CZ substrate (technique studied by the inventor) and a substrate in which an epitaxial silicon film is formed on the CZ substrate (the present invention). For example, the oxide film is etched in a dilute hydrofluoric acid aqueous solution. FIG. 11 shows the results of measuring the defect density of the gate oxide film of the MOS capacitor formed by forming the gate electrode after the formation in the same manner as in FIGS.

【0081】同図に示した実験においてはゲート酸化膜
の初期の膜厚を5nmから150nmまで種々に変化さ
せ、かつ、エッチング量も種々に変化させて作成した試
料を測定に用いた。このように作成条件が様々であって
もエッチング量を初期の膜厚で除した値を用いると、8
MV/cm以下の電界強度で絶縁破壊をもたらす欠陥の
密度が同図中のハッチングで示した領域の中におおむね
分布することが明らかになった。なお、2種ゲート酸化
膜プロセスのように洗浄後に再度酸化した場合について
も検討したところ、欠陥密度が若干減少する傾向にある
ものの図10と大差ない結果が得られた。
In the experiment shown in the figure, samples prepared by varying the initial thickness of the gate oxide film from 5 nm to 150 nm and varying the etching amount were used for the measurement. As described above, even when the production conditions are various, when the value obtained by dividing the etching amount by the initial film thickness is used, 8
It has been found that the density of defects that cause dielectric breakdown at an electric field strength of MV / cm or less is generally distributed in the region indicated by hatching in FIG. In addition, when a case where oxidation was performed again after cleaning as in the two-type gate oxide film process was also examined, a result which was slightly different from that in FIG. 10 was obtained although the defect density tended to slightly decrease.

【0082】どのように簡略化した洗浄を用いても酸化
膜のエッチング量を2nm以下にすることは容易ではな
いので、上記実施の形態1のように初期膜厚が10nm
と薄くなると規格化したエッチング量は0.2以上とな
る。その結果、本発明のようにエピタキシャルシリコン
基板を用いない限りゲート酸化膜の欠陥密度を目標とす
る2個/cm2 以下とすることが困難であることが図1
0からも確認できる。なお、ゲート酸化膜の厚さが10
0nm程度以上であれば、安価なCZ基板を用いても必
要な信頼性を確保することができる。しかしながら、ゲ
ート酸化膜の厚さが30nm以下の場合には規格化した
エッチング量が0.07以上となり欠陥密度の目標値を達
成することが困難となる。
It is not easy to reduce the amount of etching of the oxide film to 2 nm or less, no matter how the simplified cleaning is used. Therefore, as in Embodiment 1, the initial film thickness is 10 nm.
When the thickness becomes thinner, the standardized etching amount becomes 0.2 or more. As a result, it is difficult to reduce the defect density of the gate oxide film to the target 2 defects / cm 2 or less unless an epitaxial silicon substrate is used as in the present invention, as shown in FIG.
You can also check from 0. The thickness of the gate oxide film is 10
If it is about 0 nm or more, necessary reliability can be ensured even if an inexpensive CZ substrate is used. However, when the thickness of the gate oxide film is 30 nm or less, the standardized etching amount becomes 0.07 or more, and it is difficult to achieve the target value of the defect density.

【0083】このような本実施の形態1によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0084】(1).2種ゲート絶縁膜プロセスにおいて、
結晶欠陥が極めて少ないエピタキシャル層1e上に相対
的に厚さの異なるゲート絶縁膜16i1,16i2 を形成
することにより、ゲート絶縁膜の形成プロセス中におい
てゲート絶縁膜16i中に生じる欠陥を低減できるの
で、2種ゲート絶縁膜プロセスにおいて必要な第2のゲ
ート酸化前の洗浄処理において、ゲート絶縁膜16i中
の欠陥が絶縁破壊をもたらすような重度の欠陥に変質す
る現象を抑制することができる。このため、相対的に厚
さの異なるゲート絶縁膜16i1,16i2 の絶縁破壊の
発生率を低減することができるので、その絶縁破壊に起
因する半導体集積回路装置の不良発生率を低減すること
ができる。
(1) In the two-type gate insulating film process,
By forming the gate insulating films 16i1 and 16i2 having relatively different thicknesses on the epitaxial layer 1e having very few crystal defects, defects generated in the gate insulating film 16i during the process of forming the gate insulating film can be reduced. In the cleaning process before the second gate oxidation required in the two-type gate insulating film process, it is possible to suppress a phenomenon that a defect in the gate insulating film 16i is transformed into a severe defect that causes dielectric breakdown. Therefore, the rate of occurrence of dielectric breakdown of the gate insulating films 16i1 and 16i2 having relatively different thicknesses can be reduced, so that the rate of failure of the semiconductor integrated circuit device due to the dielectric breakdown can be reduced. .

【0085】(2).半導体基板1sにゲッタリング機能を
付加したことにより、第2のゲート酸化前の洗浄処理を
軽減することができるので、相対的に厚い方のゲート絶
縁膜16i1 の膜厚制御性および均一性を向上させるこ
とができる。
(2) Since the gettering function is added to the semiconductor substrate 1s, the cleaning process before the second gate oxidation can be reduced, so that the thickness of the relatively thicker gate insulating film 16i1 can be reduced. Controllability and uniformity can be improved.

【0086】(3).上記(1) 、(2) により、半導体集積回
路装置の歩留まり、信頼性および電気的特性を向上させ
ることが可能となる。
(3) According to the above (1) and (2), the yield, reliability and electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0087】(4).上記(1) 、(2) および(3) により、信
頼性が高く、電気的性能の高い半導体集積回路装置のコ
スト低減を推進することが可能となる。
(4) According to the above (1), (2) and (3), it is possible to promote cost reduction of a semiconductor integrated circuit device having high reliability and high electric performance.

【0088】(実施の形態2)図13および図14は本
発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の要部
断面図である。
(Embodiment 2) FIGS. 13 and 14 are cross-sectional views of main parts of a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention.

【0089】本実施の形態2においては、本発明の技術
思想を、例えばDRAM(DynamicRandom Access Memor
y)に適用した場合について説明する。図13はDRA
MのメモリセルMCの一部を示し、図14はその周辺回
路の一部を示している。
In the second embodiment, the technical idea of the present invention is applied to, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
The case where y) is applied will be described. FIG. 13 shows DRA
FIG. 14 shows a part of an M memory cell MC, and FIG. 14 shows a part of its peripheral circuit.

【0090】本実施の形態2においては、例えば厚さ2
μm程度のシリコン単結晶膜からなるエピタキシャル層
1eをエピタキシャル成長法により形成した素子形成基
板1を用いた。2種ゲート絶縁膜プロセスを前記実施の
形態1と同様にして行った点以外は、通常の方法により
DRAMを完成させた。
In the second embodiment, for example,
An element forming substrate 1 in which an epitaxial layer 1e made of a silicon single crystal film of about μm was formed by an epitaxial growth method was used. A DRAM was completed by an ordinary method except that the two kinds of gate insulating film processes were performed in the same manner as in the first embodiment.

【0091】メモリセル領域においてエピタキシャル層
1e中にはpウエル13PW3 が形成され、周辺回路領
域においてエピタキシャル層1e中にはpウエル13P
W4が形成されている。このpウエル13PW3,13P
W4 は、例えばホウ素等のような不純物がエピタキシャ
ル層1eの途中の深さ位置まで広がって形成されてい
る。メモリセル領域におけるpウエル13PW3 の側部
および底部を含む全体をn型の半導体領域で取り囲み、
pウエル13PW3 に外部ノイズが入るのを抑制するウ
エル分離構造を形成しても良い。分離部14AはLOC
OS(Local Oxidization Of Silicon)法等によるフィ
ールド絶縁膜で形成されている。この分離部14Aを前
記実施の形態1と同様に浅溝型で形成しても良い。
A p-well 13PW3 is formed in the epitaxial layer 1e in the memory cell region, and a p-well 13PW3 is formed in the epitaxial layer 1e in the peripheral circuit region.
W4 is formed. This p-well 13PW3,13P
W4 is formed such that an impurity such as boron extends to a depth position in the middle of the epitaxial layer 1e. The whole of the memory cell region including the side and bottom of the p-well 13PW3 is surrounded by an n-type semiconductor region,
A well separation structure for suppressing external noise from entering the p-well 13PW3 may be formed. Separation unit 14A is LOC
It is formed of a field insulating film by an OS (Local Oxidization Of Silicon) method or the like. This separation portion 14A may be formed in a shallow groove type as in the first embodiment.

【0092】メモリセルMCは、メモリセル選択MIS
・FETQとキャパシタCとを有している。メモリセル
選択MIS・FETQは、一対の半導体領域25nd,
25ndとゲート絶縁膜16i1 とゲート電極17gと
を有している。半導体領域25ndには、例えばリンま
たはヒ素が導入されている。ゲート絶縁膜16i1 の厚
さは、例えば8nm程度に形成した。ゲート電極17g
はDRAMのワード線WLの一部でもある。ゲート電極
17g(ワード線WL)上には、例えばシリコン酸化膜
またはシリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜26が形
成されている。
The memory cell MC is a memory cell selection MIS
-It has FETQ and capacitor C. The memory cell selection MIS • FETQ includes a pair of semiconductor regions 25nd,
25 nd, a gate insulating film 16i1 and a gate electrode 17g. For example, phosphorus or arsenic is introduced into the semiconductor region 25nd. The thickness of the gate insulating film 16i1 is, for example, about 8 nm. Gate electrode 17g
Is also a part of the word line WL of the DRAM. On the gate electrode 17g (word line WL), a cap insulating film 26 made of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed.

【0093】このメモリセル選択MIS・FETQの一
方の半導体領域25ndにはキャパシタCが電気的に接
続され、他方の半導体領域25ndにはビット線BLが
電気的に接続されている。キャパシタCは、蓄積電極2
7a上に容量絶縁膜27bを介してプレート電極27c
を設けて成る。蓄積電極27aは、例えば低抵抗ポリシ
リコンからなり、半導体領域25ndに直接接続されて
いる。容量絶縁膜27bは、情報記憶用の電荷を蓄える
ための部分であり、例えばシリコン酸化膜またはシリコ
ン酸化膜とシリコン窒化膜との積層構造で構成されてい
る。プレート電極27cは、例えば低抵抗ポリシリコン
またはタングステンからなる。また、ビット線BLは、
例えばアルミニウムまたはアルミニウム−シリコン−銅
合金からなり、キャパシタCの上層に層間絶縁膜20a
を介して形成されている。
A capacitor C is electrically connected to one semiconductor region 25nd of the memory cell selection MIS • FET Q, and a bit line BL is electrically connected to the other semiconductor region 25nd. The capacitor C is connected to the storage electrode 2
7a via a capacitor insulating film 27b and a plate electrode 27c
Is provided. The storage electrode 27a is made of, for example, low-resistance polysilicon and is directly connected to the semiconductor region 25nd. The capacitance insulating film 27b is a portion for storing electric charges for information storage, and is formed of, for example, a silicon oxide film or a laminated structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film. The plate electrode 27c is made of, for example, low-resistance polysilicon or tungsten. The bit line BL is
For example, the interlayer insulating film 20a is made of aluminum or an aluminum-silicon-copper alloy, and
Is formed through.

【0094】一方、周辺回路領域にはnMISQN3 が
示されている。このnMISQN3は、一対の半導体領
域28nd, 28ndとゲート絶縁膜16i2 とゲート
電極17gとを有している。半導体領域28ndには、
例えばリンまたはヒ素が導入されている。ゲート絶縁膜
16i2 の厚さは、例えば4. 5nm程度に形成した。
ゲート電極17g上には、例えばシリコン酸化膜または
シリコン窒化膜からなるキャップ絶縁膜26が形成され
ている。このnMISQN3 の一方の半導体領域28n
dには第1層目の配線19L1 が電気的に接続され、他
方の半導体領域28ndには第2層目の配線19L2 が
電気的に接続されている。なお、図13および図14に
は第2の配線層までの工程により形成した構造のみを示
し、それ以降の工程による構造は省略した。
On the other hand, nMISQN3 is shown in the peripheral circuit area. This nMISQN3 has a pair of semiconductor regions 28nd, 28nd, a gate insulating film 16i2, and a gate electrode 17g. In the semiconductor region 28nd,
For example, phosphorus or arsenic has been introduced. The thickness of the gate insulating film 16i2 is, for example, about 4.5 nm.
On the gate electrode 17g, a cap insulating film 26 made of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed. One semiconductor region 28n of this nMISQN3
The first wiring 19L1 is electrically connected to d, and the second wiring 19L2 is electrically connected to the other semiconductor region 28nd. Note that FIGS. 13 and 14 show only the structure formed by the steps up to the second wiring layer, and the structures by the subsequent steps are omitted.

【0095】このような本実施の形態2においては、前
記実施の形態1で得られた効果の他に、以下の効果を得
ることができた。
In the second embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0096】すなわち、メモリセルMC部分には1種ゲ
ート絶縁膜プロセスを用いた場合よりも相対的に厚いゲ
ート絶縁膜16i1 を形成することができたので、キャ
パシタCに電荷を蓄積する際の書き込み電圧を高く設定
でき蓄積電荷量が増加した。これにより、データ保持特
性、雑音耐性、ソフトエラー耐性が向上した。他方、周
辺回路においては1種ゲート絶縁膜プロセスを用いた場
合よりもゲート絶縁膜16i2 を薄くすることができた
ので動作速度が向上した。
That is, a relatively thick gate insulating film 16i1 can be formed in the memory cell MC portion as compared with the case where the one-type gate insulating film process is used. The voltage can be set high, and the amount of accumulated charge has increased. Thereby, data retention characteristics, noise resistance, and soft error resistance have been improved. On the other hand, in the peripheral circuit, the gate insulating film 16i2 can be made thinner than in the case of using one type of gate insulating film process, so that the operation speed is improved.

【0097】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態1,2に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that various changes can be made.

【0098】例えば前記実施の形態2においては、ビッ
ト線がキャパシタの上に設けられる構造とした場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、例え
ばビット線がキャパシタの下に設けられる構造としても
良い。また、そのキャパシタも平面型に限定されるもの
ではなく、例えばクラウン型やフィン型でも良い。
For example, in the second embodiment, the case where the bit line is provided above the capacitor has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the structure where the bit line is provided below the capacitor is used. It is good. Further, the capacitor is not limited to the planar type, and may be, for example, a crown type or a fin type.

【0099】また、前記実施の形態1においては本発明
をマイクロプロセッサに適用し、前記実施の形態2にお
いては本発明をDRAMに適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく種々適用可能であ
り、例えばSRAMやマスクROM(Read Only Memor
y)等のような他の半導体メモリまたはメモリ回路とロ
ジック回路とを同一素子形成基板上に設けたメモリ−ロ
ジック混在型の半導体集積回路装置等、他の半導体集積
回路装置に適用することもできる。
In the first embodiment, the present invention is applied to a microprocessor, and in the second embodiment, the present invention is applied to a DRAM. However, the present invention is not limited to this. It is applicable, for example, SRAM and mask ROM (Read Only Memory)
The present invention can also be applied to other semiconductor integrated circuit devices such as a memory-logic mixed type semiconductor integrated circuit device in which another semiconductor memory such as y) or a memory circuit and a logic circuit are provided on the same element formation substrate. .

【0100】[0100]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0101】(1).本発明によれば、エピタキシャル成長
法で形成された結晶欠陥が極めて少ない半導体単結晶層
上に相対的に厚さの異なる複数種のゲート絶縁膜を形成
することにより、ゲート絶縁膜の形成プロセス中におい
てゲート絶縁膜中に生じる欠陥を低減できるので、2種
以上のゲート絶縁膜を形成するためのプロセスにおいて
必要な洗浄処理に起因してゲート絶縁膜中の欠陥がゲー
ト絶縁破壊をもたらす重度の欠陥に変質する現象を低減
することができる。このため、相対的に厚さの異なるゲ
ート絶縁膜の絶縁破壊の発生率を低減することができる
ので、その絶縁破壊に起因する半導体集積回路装置の不
良発生率を低減することができる。
(1) According to the present invention, a plurality of types of gate insulating films having relatively different thicknesses are formed on a semiconductor single crystal layer having a very small number of crystal defects formed by an epitaxial growth method. Since defects generated in the gate insulating film during the process of forming the insulating film can be reduced, defects in the gate insulating film due to the cleaning treatment required in the process for forming two or more types of gate insulating films can be reduced. It is possible to reduce a phenomenon that the material is transformed into a severe defect that causes destruction. Therefore, the rate of occurrence of dielectric breakdown of gate insulating films having relatively different thicknesses can be reduced, so that the rate of failure of the semiconductor integrated circuit device due to the dielectric breakdown can be reduced.

【0102】(2).本発明によれば、半導体基板にゲッタ
リング機能を付加したことにより、2種以上のゲート絶
縁膜を形成するためのプロセスにおいて必要な洗浄処理
を軽減することができるので、相対的に厚い方のゲート
絶縁膜の膜厚制御性および均一性を向上させることがで
きる。
(2) According to the present invention, by adding the gettering function to the semiconductor substrate, it is possible to reduce a cleaning process required in a process for forming two or more types of gate insulating films. The thickness controllability and uniformity of the relatively thicker gate insulating film can be improved.

【0103】(3).上記(1) 、(2) により、半導体集積回
路装置の歩留まり、信頼性および電気的特性を向上させ
ることが可能となる。
(3) According to the above (1) and (2), the yield, reliability, and electrical characteristics of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0104】(4).上記(1) 、(2) および(3) により、信
頼性が高く、電気的性能の高い半導体集積回路装置のコ
スト低減を推進することが可能となる。
(4) According to the above (1), (2) and (3), cost reduction of a semiconductor integrated circuit device having high reliability and high electrical performance can be promoted.

【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である半導体集積回路装
置の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1;

【図3】図1の半導体集積回路装置の製造工程中におけ
る要部断面図である。
3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 during a manufacturing step thereof;

【図4】前図に続く図1に示す半導体集積回路装置の製
造工程中の要部断面図である。
4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1 during a manufacturing step following that of the previous figure;

【図5】図4に続く図1に示す半導体集積回路装置の製
造工程中の要部断面図である。
5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1 during a manufacturing step following that of FIG. 4;

【図6】図5に続く図1に示す半導体集積回路装置の製
造工程中の要部断面図である。
6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1 during a manufacturing step following that of FIG. 5;

【図7】図6に続く図1に示す半導体集積回路装置の製
造工程中の要部断面図である。
7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1 during a manufacturing step following that of FIG. 6;

【図8】本発明によるゲート酸化膜の信頼性の向上をよ
り明確にするための実験結果であって厚さ4. 5nmの
ゲート酸化膜におけるゲート酸化膜電界強度とゲート酸
化膜累積欠陥密度との関係を示すグラフ図である。
FIG. 8 is an experimental result for clarifying the improvement of the reliability of the gate oxide film according to the present invention, and shows the electric field strength of the gate oxide film, the cumulative defect density of the gate oxide film, and the gate oxide film having a thickness of 4.5 nm. It is a graph which shows the relationship of.

【図9】本発明によるゲート酸化膜の信頼性の向上をよ
り明確にするための実験結果であって厚さ8nmのゲー
ト酸化膜におけるゲート酸化膜電界強度とゲート酸化膜
累積欠陥密度との関係を示すグラフ図である。
FIG. 9 is an experimental result for further clarifying the improvement of the reliability of the gate oxide film according to the present invention, and relates to the relationship between the electric field intensity of the gate oxide film and the cumulative defect density of the gate oxide film in the gate oxide film having a thickness of 8 nm. FIG.

【図10】本発明によるゲート酸化膜の信頼性の向上を
より明確にするための実験結果であってゲート酸化膜電
界強度とゲート酸化膜累積欠陥密度との関係を示すグラ
フ図である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the electric field intensity of the gate oxide film and the cumulative defect density of the gate oxide film, which is an experimental result for further clarifying the improvement of the reliability of the gate oxide film according to the present invention.

【図11】ゲート酸化膜の欠陥密度を8MV/cmの電
界強度で判定する根拠を説明するための図であってゲー
ト酸化膜電界強度と平均寿命との関係を示すグラフ図で
ある。
FIG. 11 is a graph for explaining the grounds for determining the defect density of the gate oxide film at an electric field intensity of 8 MV / cm, and is a graph showing the relationship between the electric field intensity of the gate oxide film and the average life.

【図12】本発明を適用するのに特に有効なゲート絶縁
膜厚の範囲を説明するための図であってエッチング膜厚
と電界強度8MV/cmにおける累積欠陥密度との関係
を示すグラフ図である。
FIG. 12 is a graph for explaining a range of a gate insulating film thickness particularly effective for applying the present invention, and is a graph showing a relationship between an etching film thickness and a cumulative defect density at an electric field strength of 8 MV / cm. is there.

【図13】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置のメモリセルにおける要部断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of a memory cell of a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の周辺回路領域における要部断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a principal part in a peripheral circuit region of a semiconductor integrated circuit device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子形成用基板 1s 半導体基板 1e エピタキシャル層(半導体単結晶層) 2 入出力回路領域 3 フェーズロックループ回路領域 4 命令キャッシュ回路領域 5 データキャッシュ回路領域 6 浮動小数点演算回路領域 7 バスインターフェス回路領域 8 入出力制御回路領域 9 中央演算回路領域 10 演算制御回路領域 11 キャッシュ制御回路領域 12 その他の回路領域 13NW1,13NW2 nウエル 13PW1,13PW2 pウエル 14 分離部 14a 浅溝 14b 分離用絶縁膜 14A 分離部 15pd 半導体領域 15pd1 低濃度領域 15pd2 高濃度領域 15nd1 低濃度領域 15nd2 高濃度領域 15d3 シリサイド層 16i ゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜) 16i1 ゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜) 16i2 ゲート絶縁膜(第2のゲート絶縁膜) 16i3 ゲート絶縁膜(第3のゲート絶縁膜) 17 導体膜 17g ゲート電極 17g1 導体膜 17g2 シリサイド層 18 サイドウォール 19L1 〜19L5 配線 20a〜20e 層間絶縁膜 21a〜21e 接続孔 22a〜22e プラグ 23 表面保護膜 24a, 24b フォトレジストパターン(第1、第2
のマスク) 25nd 半導体領域 26 キャップ絶縁膜 27a 蓄積電極 27b 容量絶縁膜 27c プレート電極 28nd 半導体領域 29a 半導体領域 29b 半導体領域 30f フローティングゲート電極 30c コントロールゲート電極 31 層間膜 32nd 半導体領域 BP ボンディングパッド QN1,QN2,QN3 nチャネル型のMIS・FET QP1,QP2 pチャネル型のMIS・FET Q メモリセル選択MIS・FET C キャパシタ Qm MIS・FET BLs サブビット線 BLm メインビット線
REFERENCE SIGNS LIST 1 element forming substrate 1 s semiconductor substrate 1 e epitaxial layer (semiconductor single crystal layer) 2 input / output circuit region 3 phase lock loop circuit region 4 instruction cache circuit region 5 data cache circuit region 6 floating point arithmetic circuit region 7 bus interface circuit region Reference Signs List 8 input / output control circuit area 9 central processing circuit area 10 operation control circuit area 11 cache control circuit area 12 other circuit areas 13NW1, 13NW2 n-well 13PW1, 13PW2 p-well 14 separation part 14a shallow groove 14b separation insulating film 14A separation part 15pd semiconductor region 15pd1 low concentration region 15pd2 high concentration region 15nd1 low concentration region 15nd2 high concentration region 15d3 silicide layer 16i gate insulating film (first gate insulating film) 16i1 gate insulating film (first gate insulating film) 16i2 gate insulating Edge film (second gate insulating film) 16i3 Gate insulating film (third gate insulating film) 17 Conductive film 17g Gate electrode 17g1 Conductive film 17g2 Silicide layer 18 Sidewall 19L1 to 19L5 Wiring 20a to 20e Interlayer insulating film 21a to 21e Connection holes 22a to 22e Plug 23 Surface protective film 24a, 24b Photoresist pattern (first and second)
25nd semiconductor region 26 cap insulating film 27a storage electrode 27b capacitance insulating film 27c plate electrode 28nd semiconductor region 29a semiconductor region 29b semiconductor region 30f floating gate electrode 30c control gate electrode 31 interlayer film 32nd semiconductor region BP bonding pad QN1, QN2, QN3 n-channel type MIS • FET QP1, QP2 p-channel type MIS • FET Q memory cell selection MIS • FET C capacitor Qm MIS • FET BLs sub-bit line BLm main bit line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 範夫 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 神田 隆行 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 ▲高▼橋 健治 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 清水 博文 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 酒井 哲 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Norio Suzuki 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takayuki Kanda Gojocho, Kosui-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Semiconductor Division, Chome 20-1 (72) Inventor Kenji Takahashi 5--20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Shimizu, Inventor Hirobumi 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Satoshi Sakai Hitachi, Ltd. Device Development Center at 6-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に素子形成のためのプロセ
スを経ることなくエピタキシャル法により半導体単結晶
層を形成した後、その半導体単結晶層上に厚さの異なる
ゲート絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。
1. A step of forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element, and then forming gate insulating films having different thicknesses on the semiconductor single crystal layer. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体基板の導電型を決める不純
物濃度がほぼ均一であることを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the impurity concentration that determines the conductivity type of said semiconductor substrate is substantially uniform.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記ゲート絶縁膜のうち、相対的に最
も厚いゲート絶縁膜の厚さが30nm以下であることを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a relatively thickest gate insulating film among said gate insulating films has a thickness of 30 nm or less. Device manufacturing method.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体基板に汚染元素を捕縛する
ゲッタリング能力を付加する工程を有することを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a step of adding a gettering capability for trapping a contaminant element to said semiconductor substrate.
【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体単結晶層の厚さが、前記ゲ
ート絶縁膜のうち、相対的に最も厚いゲート絶縁膜の厚
さの半分以上あることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a thickness of said semiconductor single crystal layer is at least half of a thickness of a relatively thickest gate insulating film among said gate insulating films. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 以下の工程を有することを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法; (a)半導体基板上に素子形成のためのプロセスを経る
ことなくエピタキシャル法により半導体単結晶層を形成
する工程、(b)前記半導体単結晶層上に第1のゲート
絶縁膜を形成する工程、(c)前記第1のゲート絶縁膜
上に、第2のゲート絶縁膜の形成領域が露出するマスク
を形成した後、それをエッチングマスクとしてマスクか
ら露出する第1のゲート絶縁膜を除去する工程、(d)
前記(c)工程の後、前記マスクを除去した後、洗浄処
理を施す工程、(e)前記(d)工程の後、第2のゲー
ト絶縁膜を形成する工程、(f)第2のゲート絶縁膜形
成処理を施した前記第1のゲート絶縁膜および第2のゲ
ート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、(g)前記
半導体単結晶層に電界効果トランジスタのソース・ドレ
イン用の半導体領域を形成する工程。
6. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the steps of: (a) forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element; (B) forming a first gate insulating film on the semiconductor single crystal layer, and (c) forming a mask on the first gate insulating film so that a formation region of a second gate insulating film is exposed. Removing the first gate insulating film exposed from the mask by using it as an etching mask after the formation, (d)
After the step (c), a step of performing a cleaning process after removing the mask, (e) a step of forming a second gate insulating film after the step (d), and (f) a second gate. Forming a gate electrode on the first gate insulating film and the second gate insulating film which have been subjected to the insulating film forming process; and (g) forming a semiconductor region for a source / drain of a field effect transistor on the semiconductor single crystal layer. Forming a.
【請求項7】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体基板の導電型を決める不純
物濃度がほぼ均一であることを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein an impurity concentration for determining a conductivity type of said semiconductor substrate is substantially uniform.
【請求項8】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1のゲート絶縁膜の厚さが30
nm以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein said first gate insulating film has a thickness of 30.
nm or less, the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項9】 請求項6記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記半導体基板に汚染元素を捕縛する
ゲッタリング能力を付加する工程を有することを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a step of adding a gettering capability for trapping a contaminant element to said semiconductor substrate.
【請求項10】 請求項6記載の半導体集積回路装置の
製造方法において、前記半導体基板はチョクラルスキー
法により結晶成長させた半導体インゴットを板状に切断
することで形成されていることを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the semiconductor substrate is formed by cutting a semiconductor ingot crystal-grown by a Czochralski method into a plate shape. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項11】 以下の工程を有することを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法; (a)半導体基板上に素子形成のためのプロセスを経る
ことなくエピタキシャル法により半導体単結晶層を形成
する工程、(b)前記半導体単結晶層上に第1のゲート
絶縁膜を形成する工程、(c)前記第1のゲート絶縁膜
上に第2のゲート絶縁膜の形成領域が露出する第1のマ
スクを形成した後、それをエッチングマスクとして第1
のマスクから露出する第1のゲート絶縁膜を除去する工
程、(d)前記(c)工程の後、前記第1のマスクを除
去した後、洗浄処理を施す工程、(e)前記(d)工程
の後、第2のゲート絶縁膜を形成する工程、(f)第2
のゲート絶縁膜形成処理を施した前記第1のゲート絶縁
膜および第2のゲート絶縁膜上に第3のゲート絶縁膜の
形成領域が露出する第2のマスクを形成した後、それを
エッチングマスクとして第2のマスクから露出する上記
第1もしくは第2のゲート絶縁膜を除去する工程、
(g)前記(f)工程の後、前記第2のマスクを除去し
た後、洗浄処理を施す工程、(h)前記(g)工程の
後、第3のゲート絶縁膜を形成する工程、(i)第2も
しくは第3もしくはその両者のゲート絶縁膜形成処理を
施した前記第1のゲート絶縁膜、第3のゲート絶縁膜形
成処理を施した第2のゲート絶縁膜および第3のゲート
絶縁膜上にゲート電極を形成する工程、(j)前記半導
体単結晶層に電界効果トランジスタのソース・ドレイン
用の半導体領域を形成する工程。
11. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the following steps: (a) forming a semiconductor single crystal layer on a semiconductor substrate by an epitaxial method without going through a process for forming an element; (B) forming a first gate insulating film on the semiconductor single crystal layer, and (c) forming a first gate insulating film on the first gate insulating film where a second gate insulating film forming region is exposed. After forming the mask, the first mask is used as an etching mask.
(D) removing the first gate insulating film exposed from the mask, (d) after the step (c), removing the first mask, and then performing a cleaning process; Forming a second gate insulating film after the step, (f) forming a second gate insulating film;
Forming a second mask on the first gate insulating film and the second gate insulating film which have been subjected to the first gate insulating film forming process to expose a region where a third gate insulating film is formed, and then etching the second mask with an etching mask Removing the first or second gate insulating film exposed from the second mask as
(G) after the step (f), removing the second mask and then performing a cleaning process; (h) after the step (g), forming a third gate insulating film; i) the first gate insulating film subjected to the second or third or both gate insulating film forming processes, the second gate insulating film subjected to the third gate insulating film forming process, and the third gate insulating film Forming a gate electrode on the film, and (j) forming a source / drain semiconductor region of a field effect transistor in the semiconductor single crystal layer.
【請求項12】 請求項11記載の半導体集積回路装置
の製造方法において、前記半導体基板の導電型を決める
不純物濃度がほぼ均一であることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
12. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein an impurity concentration for determining a conductivity type of said semiconductor substrate is substantially uniform.
【請求項13】 請求項11記載の半導体集積回路装置
の製造方法において前記第1のゲート絶縁膜の厚さが3
0nm以下であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein said first gate insulating film has a thickness of 3
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a thickness of 0 nm or less.
【請求項14】 請求項11記載の半導体集積回路装置
の製造方法において、前記半導体基板に汚染元素を捕縛
するゲッタリング能力を付加する工程を有することを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 11, further comprising a step of adding a gettering ability for trapping a contaminant element to the semiconductor substrate.
【請求項15】 半導体基板上に素子形成のためのプロ
セスを経ることなくエピタキシャル成長により形成され
た半導体単結晶層を備え、前記半導体単結晶層上に形成
された厚さの異なる複数種のゲート絶縁膜を有する複数
の電界効果トランジスタを備えたことを特徴とする半導
体集積回路装置。
15. A semiconductor device comprising a semiconductor single crystal layer formed on a semiconductor substrate by epitaxial growth without going through a process for forming an element, and a plurality of types of gate insulating films having different thicknesses formed on the semiconductor single crystal layer. A semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of field effect transistors having a film.
【請求項16】 請求項15記載の半導体集積回路装置
において、前記半導体基板の導電型を決める不純物濃度
がほぼ均一であることを特徴とする半導体集積回路装
置。
16. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein an impurity concentration for determining a conductivity type of said semiconductor substrate is substantially uniform.
【請求項17】 請求項15記載の半導体集積回路装置
において、前記複数種のゲート絶縁膜のうち、相対的に
最も厚いゲート絶縁膜の厚さが30nm以下であること
を特徴とする半導体集積回路装置。
17. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein a relatively thickest gate insulating film among the plurality of types of gate insulating films has a thickness of 30 nm or less. apparatus.
【請求項18】 請求項15記載の半導体集積回路装置
において、前記半導体基板に汚染元素を捕縛するゲッタ
リング能力を付加したことを特徴とする半導体集積回路
装置。
18. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein a gettering ability for capturing a contaminant element is added to said semiconductor substrate.
【請求項19】 請求項15記載の半導体集積回路装置
において、前記複数の電界効果トランジスタのうち、相
対的に厚いゲート絶縁膜を有する電界効果トランジスタ
の駆動電圧の方が、相対的に薄いゲート絶縁膜を有する
電界効果トランジスタの駆動電圧よりも高いことを特徴
とする半導体集積回路装置。
19. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein a driving voltage of a field-effect transistor having a relatively thick gate insulating film among the plurality of field-effect transistors is relatively thin. A semiconductor integrated circuit device having a higher driving voltage than a field effect transistor having a film.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017504A (en) * 2001-07-03 2003-01-17 Denso Corp Semiconductor device and method for determining thickness of its protective film
US6890824B2 (en) 2001-08-23 2005-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7164178B2 (en) 2001-07-18 2007-01-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7539963B2 (en) 2003-10-24 2009-05-26 Fujitsu Microelectronics Limited Semiconductor device group and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same
JP2012186281A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Fujitsu Semiconductor Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017504A (en) * 2001-07-03 2003-01-17 Denso Corp Semiconductor device and method for determining thickness of its protective film
US7164178B2 (en) 2001-07-18 2007-01-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6890824B2 (en) 2001-08-23 2005-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7057236B2 (en) 2001-08-23 2006-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7539963B2 (en) 2003-10-24 2009-05-26 Fujitsu Microelectronics Limited Semiconductor device group and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same
DE102004051588B4 (en) * 2003-10-24 2011-08-18 Fujitsu Semiconductor Ltd., Kanagawa Semiconductor device group and method of manufacturing the same and semiconductor device
JP2012186281A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Fujitsu Semiconductor Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8916431B2 (en) 2011-03-04 2014-12-23 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device having epitaxial semiconductor layer above impurity layer

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