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JPH09298297A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH09298297A
JPH09298297A JP10911596A JP10911596A JPH09298297A JP H09298297 A JPH09298297 A JP H09298297A JP 10911596 A JP10911596 A JP 10911596A JP 10911596 A JP10911596 A JP 10911596A JP H09298297 A JPH09298297 A JP H09298297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
gate electrode
sidewall insulating
oxide film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10911596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideto Kitakado
英人 北角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP10911596A priority Critical patent/JPH09298297A/en
Publication of JPH09298297A publication Critical patent/JPH09298297A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can suppress a short channel effect and also suppress fluctuations in characteristics caused by variations in a sidewall width. SOLUTION: The semiconductor device includes a low-concentration source/ drain region 6 having impurities implanted therein with use of a first sidewall insulating film 4 contacted with a gate electrode 3 of polysilicon as a mask, and also includes a high-concentration source/drain region 8 having impurities of the same conduction type as the above impurities implanted therein with use of a second sidewall insulating film 7 positioned outside the first sidewall insulating film 4 as a mask, the concentration of the region 8 being higher than that of the region 6. The first sidewall insulating film 4 oxidizes the gate electrode 3, a substrate oxidizing film 5' is positioned under the second sidewall insulating film 7, and the film 5' is formed by making thin the original substrate oxidizing film 5 formed at the time of obtaining the first sidewall insulating film 4.

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、LDD(Ligh
tly Doped Drain)構造を持つ半導体装
置およびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an LDD (Light).
The present invention relates to a semiconductor device having a tly doped drain structure and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、LDD構造を持つ半導体装置
を製造するために、ゲート電極の両側にサイドウォール
を形成することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to manufacture a semiconductor device having an LDD structure, sidewalls are formed on both sides of a gate electrode.

【0003】例えば、特開平3−171740号公報に
は、前記サイドウォールをポリシリコンゲート電極を酸
化することによって形成する方法が開示されている。こ
の方法によれば、前記サイドウォールと同時に半導体基
板表面にも酸化膜が形成されるが、前記サイドウォール
をマスクにして不純物を注入するときには、通常、半導
体基板表面の前記酸化膜を除去せずに行っている。これ
は、ポリシリコンゲート電極に形成される酸化膜の膜厚
が20nm〜40nmであるのに対し、半導体基板表面
の酸化膜の膜厚が10nm程度と薄く、この半導体基板
表面の酸化膜を通して不純物注入を行うことが可能だか
らである。
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-171740 discloses a method of forming the sidewall by oxidizing a polysilicon gate electrode. According to this method, an oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate at the same time as the sidewall. However, when the impurities are implanted using the sidewall as a mask, the oxide film on the surface of the semiconductor substrate is usually not removed. Have been to. This is because the oxide film formed on the polysilicon gate electrode has a film thickness of 20 nm to 40 nm, while the oxide film on the surface of the semiconductor substrate has a small film thickness of about 10 nm. This is because injection can be performed.

【0004】一方、特開平3−214737号公報、或
いは特開平4−180235号公報には、サイドウォー
ルを多層膜構造とし、各膜から成るサイドウォールをマ
スクにして不純物を順次注入してLDD構造を形成する
方法が開示されているが、この方法は、CVD法などで
絶縁膜を堆積し、異方性エッチングによってサイドウォ
ールを形成する方法であるので、サイドウォール以外の
半導体基板表面上の絶縁膜は完全に除去される。
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-214737 or Japanese Patent Laid-Open No. 4-180235, an LDD structure is adopted in which the sidewalls have a multilayer film structure and impurities are sequentially injected using the sidewalls made of each film as a mask. However, since this method is a method in which an insulating film is deposited by a CVD method or the like and anisotropically etching is performed to form the sidewalls, insulation on the surface of the semiconductor substrate other than the sidewalls is disclosed. The film is completely removed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、1〜
2V程度の低電源電圧対応のトランジスタの開発が行わ
れているが、かかるトランジスタでは、しきい値電圧を
低くする必要があるため、基板不純物濃度を低く設定す
る必要がある。また、ドレイン電流を増大させるため
に、低濃度ソース/ドレイン層の不純物濃度は高くする
必要がある。このため従来の電源電圧3.3V用のトラ
ンジスタと同一の構造としたのでは、短チャネル効果が
生じやすくなる。
By the way, in recent years,
A transistor compatible with a low power supply voltage of about 2 V has been developed, but in such a transistor, it is necessary to set the substrate impurity concentration low because it is necessary to lower the threshold voltage. Further, in order to increase the drain current, it is necessary to increase the impurity concentration of the low concentration source / drain layer. Therefore, if the transistor has the same structure as the conventional transistor for a power supply voltage of 3.3 V, the short channel effect is likely to occur.

【0006】ここで、前述したように、ゲート電極を酸
化させてサイドウォールを形成した場合においては、通
常、半導体基板表面の酸化膜を残したまま不純物をイオ
ン注入するため、この注入の打ち込み強さを酸化膜が存
在している分だけ強くしなければならない。このため、
ソース/ドレイン層がゲート電極下に入り込みがちとな
り、低電源電圧対応のトランジスタにおける短チャネル
効果の抑制が困難となる。従って、特開平3−1717
40号公報に示されているように、ゲート電極を酸化さ
せたサイドウォールをマスクにしたイオン注入は、高濃
度拡散層の形成においてだけ用いられ、実効的なチャネ
ル長を決定する低濃度拡散層の形成においては、前記ゲ
ート電極を酸化させたサイドウォールをマスクにしたイ
オン注入は行わない。更に、ゲート電極を酸化させて得
られるサイドウォールの膜厚(サイドウォール幅)と半
導体基板表面上の酸化膜の膜厚を独立に設定することが
できないため、サイドウォールの膜厚を厚くしようとす
れば、半導体基板表面上の酸化膜の膜厚も厚くなる。従
って、サイドウォールの膜厚を厚くするときには更にイ
オン注入の打ち込み強さを強くしなければならず、低濃
度ソース/ドレイン層のゲート電極下への入り込みが生
じてしまう。ただし、この方法は、サイドウォールの膜
厚のばらつきが小さいという利点を有している。
Here, as described above, when the side wall is formed by oxidizing the gate electrode, impurities are usually ion-implanted while leaving the oxide film on the surface of the semiconductor substrate. It must be strengthened by the presence of the oxide film. For this reason,
The source / drain layer tends to enter under the gate electrode, making it difficult to suppress the short channel effect in a transistor compatible with a low power supply voltage. Therefore, JP-A-3-1717
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 40-40, the ion implantation using the sidewalls obtained by oxidizing the gate electrode as a mask is used only in forming the high-concentration diffusion layer and determines the effective channel length. In the formation of, the ion implantation using the side wall obtained by oxidizing the gate electrode as a mask is not performed. Furthermore, since it is not possible to independently set the film thickness (sidewall width) of the sidewall obtained by oxidizing the gate electrode and the film thickness of the oxide film on the surface of the semiconductor substrate, it is attempted to increase the film thickness of the sidewall. Then, the film thickness of the oxide film on the surface of the semiconductor substrate is also increased. Therefore, when the thickness of the side wall is increased, the implantation strength of the ion implantation must be further increased, which causes the low concentration source / drain layer to enter under the gate electrode. However, this method has an advantage that variation in the film thickness of the sidewall is small.

【0007】一方、特開平3−214737号公報、或
いは特開平4−180235号公報の技術は、前述した
ようにCVD法等などの膜堆積により絶縁膜を形成して
いるため、絶縁膜の膜厚にばらつきが生じがちとなり、
更に異方性エッチングにおいては、酸化膜の膜厚のばら
つきを考慮してオーバーエッチング量を増大しなければ
ならず、サイドウォール幅のばらつきが一層大きくな
る。そして、半導体素子構造の微細化によってサイドウ
ォール幅やソース/ドレイン層の接合プロファイルをよ
り厳密に制御することが困難になってきているため、ト
ランジスタ特性にばらつきが生じる。また、上記のオー
バーエッチング量の増大は、低濃度ソース/ドレイン層
にエッチングダメージによる欠陥を生じさせることにな
るため、リーク電流の増大やホットキャリア特性の悪化
という問題も発生する。
On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-214737 or Japanese Patent Laid-Open No. 4-180235, the insulating film is formed by film deposition such as the CVD method as described above. The thickness tends to vary,
Furthermore, in anisotropic etching, the amount of overetching must be increased in consideration of the variation in the thickness of the oxide film, and the variation in the sidewall width becomes even greater. Further, due to the miniaturization of the semiconductor device structure, it becomes difficult to more strictly control the sidewall width and the junction profile of the source / drain layers, so that the transistor characteristics vary. Further, the increase in the amount of over-etching causes defects due to etching damage in the low-concentration source / drain layers, so that problems such as increase in leak current and deterioration of hot carrier characteristics occur.

【0008】更に、上記いずれの従来技術も、ゲート電
極のみをマスクにしてイオン注入を行う工程を含み、こ
の工程においてソース/ドレイン層がゲート電極下に入
り込み易くなるため、低電源電圧対応のトランジスタに
おける短チャネル効果の抑制が不十分になる。
Further, any of the above-mentioned conventional techniques includes a step of performing ion implantation using only the gate electrode as a mask. In this step, the source / drain layer easily enters under the gate electrode, so that a transistor compatible with a low power supply voltage is provided. Sufficient suppression of the short channel effect at.

【0009】この発明は、上記の事情に鑑み、短チャネ
ル効果を抑制でき、サイドウォール幅のばらつきによる
特性変動を抑制でき、更に、エッチングダメージによる
特性劣化を防止することができる半導体装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。
In view of the above situation, the present invention can suppress the short channel effect, suppress the characteristic fluctuation due to the variation of the sidewall width, and further prevent the characteristic deterioration due to the etching damage and the manufacturing thereof. The purpose is to provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
ポリシリコン又はポリサイドから成るゲート電極に接す
る第1の側壁絶縁膜をマスクにして不純物が注入されて
成る低濃度拡散層と、前記第1の側壁絶縁膜の外側に位
置する第2の側壁絶縁膜をマスクにして前記不純物と同
導電型の不純物が前記低濃度拡散層よりも高い濃度で注
入されて成る高濃度拡散層とを有する半導体装置におい
て、前記第1の側壁絶縁膜は前記ゲート電極を酸化して
成り、前記第2の側壁絶縁膜の下方には基板酸化膜が位
置しており、前記基板酸化膜は前記第1の側壁絶縁膜を
得るときに形成された形成当初基板酸化膜を薄くして成
るものであることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A low-concentration diffusion layer formed by implanting impurities using the first sidewall insulating film in contact with the gate electrode made of polysilicon or polycide as a mask, and a second sidewall insulating film located outside the first sidewall insulating film. A high-concentration diffusion layer formed by injecting an impurity of the same conductivity type as that of the impurity with a concentration higher than that of the low-concentration diffusion layer using the mask as a mask. The substrate oxide film is formed by oxidation, and the substrate oxide film is located below the second sidewall insulating film, and the substrate oxide film is a substrate oxide film that was initially formed when the first sidewall insulating film was obtained. It is characterized by being made thin.

【0011】かかる構成であれば、前記第1の側壁絶縁
膜は前記ゲート電極を酸化して成るので、その膜厚のば
らつきは少なく、この第1の側壁絶縁膜をマスクにして
形成された低濃度拡散層の形成位置精度が高く、素子間
におけるトランジスタ特性のばらつきを低減することが
できる。更に、この低濃度拡散層は、第1の側壁絶縁膜
をマスクにして形成されており、ゲート電極のみをマス
クにして形成されたものに比べると、低濃度拡散層のゲ
ート電極下への入り込みが生じにくくなるので、短チャ
ネル効果を抑制し易くなる。また、前記基板酸化膜は形
成当初基板酸化膜を薄くして成るので、低濃度拡散層を
形成するときのイオン注入エネルギーを小さくでき、こ
のことによっても、低濃度拡散層のゲート電極下への入
り込みが生じにくくなる。更に、上記の薄い基板酸化膜
が存在していることにより、基板酸化膜エッチング時の
基板へのダメージも小さくすることができ、リーク電流
やホットキャリアによるサイドウォール下の界面準位発
生を抑制することができる。
With this structure, since the first side wall insulating film is formed by oxidizing the gate electrode, there is little variation in the film thickness, and the first side wall insulating film is used as a mask to form a low film. The accuracy of the formation position of the concentration diffusion layer is high, and it is possible to reduce variations in transistor characteristics between elements. Further, this low-concentration diffusion layer is formed by using the first sidewall insulating film as a mask, and the low-concentration diffusion layer penetrates under the gate electrode as compared with the one formed by using only the gate electrode as a mask. Is less likely to occur, it is easy to suppress the short channel effect. Further, since the substrate oxide film is formed by thinning the substrate oxide film at the beginning of formation, the ion implantation energy at the time of forming the low concentration diffusion layer can be reduced, which also contributes to the formation of the low concentration diffusion layer below the gate electrode. Less likely to get in. Furthermore, the presence of the thin substrate oxide film described above can reduce damage to the substrate during etching of the substrate oxide film, and suppress generation of interface states under the sidewall due to leak current and hot carriers. be able to.

【0012】前記第1の側壁絶縁膜の膜厚は、40nm
以上100nm以下であることが望ましい。第1の側壁
絶縁膜の膜厚が40nm以上であることにより、この第
1の側壁絶縁膜をマスクとして形成される低濃度拡散層
のゲート電極下への入り込みが生じにくくなる。そし
て、第1の側壁絶縁膜の膜厚が100nm以下であるこ
とにより、低エネルギーのイオン注入で低濃度拡散層を
形成しても、この低濃度拡散層のゲート電極に対するオ
フセット量を小さくでき、ドレイン電流の変動を小さく
できる。
The thickness of the first side wall insulating film is 40 nm.
It is preferably 100 nm or more and 100 nm or less. When the thickness of the first sidewall insulating film is 40 nm or more, it is difficult for the low concentration diffusion layer formed using the first sidewall insulating film as a mask to enter under the gate electrode. Since the thickness of the first sidewall insulating film is 100 nm or less, even if the low-concentration diffusion layer is formed by low-energy ion implantation, the offset amount of the low-concentration diffusion layer with respect to the gate electrode can be reduced, The fluctuation of the drain current can be reduced.

【0013】前記の基板酸化膜の膜厚は10nm以下で
あることが望ましく、このように構成すれば、低エネル
ギーのイオン注入で低濃度拡散層を形成できるので、こ
の低濃度拡散層のゲート電極下への入り込みが生じにく
くなる。
It is desirable that the film thickness of the substrate oxide film is 10 nm or less. With this structure, the low-concentration diffusion layer can be formed by low-energy ion implantation. Therefore, the gate electrode of the low-concentration diffusion layer is formed. It is less likely to get into the bottom.

【0014】前記の低濃度拡散層の端部を前記ゲート電
極下のチャネル領域端に位置させるようにするのが望ま
しく、このように構成すれば、短チャネル効果を抑制し
且つオフセット構造となるのが防止できる。
It is desirable that the end of the low-concentration diffusion layer is located at the end of the channel region under the gate electrode. With this structure, the short channel effect is suppressed and an offset structure is formed. Can be prevented.

【0015】前記のゲート電極が下側からポリシリコン
層、金属の含有量が少ない第1のシリサイド層、金属の
含有量が多い第2のシリサイド層、及びシリコン酸化膜
が順に積層されてなる多層膜構造とされていてもよい。
ここで、“金属の含有量が少ない”とは、ポリシリコン
層とシリサイド層との剥がれ防止の観点から決められる
量であり、望ましくは、金属のアトミックパーセントが
20パーセントより大きく30%以下とされる。また、
“金属含有量が多い”とは、ゲート電極の低抵抗化の観
点から決められる量であり、望ましくは、金属のアトミ
ックパーセントが30パーセントより大きく50%以下
とされる。また、前記の金属としては、例えば高融点の
金属(融点1400℃以上)が用いられる。
The gate electrode is a multilayer structure in which a polysilicon layer, a first silicide layer having a low metal content, a second silicide layer having a high metal content, and a silicon oxide film are laminated in this order from the bottom. It may have a film structure.
Here, "the content of the metal is small" is an amount determined from the viewpoint of preventing the polysilicon layer and the silicide layer from being separated from each other, and preferably, the atomic percentage of the metal is more than 20% and 30% or less. It Also,
The "high metal content" is an amount determined from the viewpoint of reducing the resistance of the gate electrode, and preferably the atomic percentage of the metal is more than 30% and 50% or less. Further, as the metal, for example, a metal having a high melting point (melting point of 1400 ° C. or higher) is used.

【0016】上記の構成によれば、第1の側壁絶縁膜の
形成において、前記第1のシリサイド層が存在している
ことにより、ポリシリコン層とシリサイド膜の剥がれが
防止でき、また、第2のシリサイド層が存在しているこ
とにより、ゲート電極の低抵抗化が図られることにな
る。
According to the above construction, the presence of the first silicide layer in the formation of the first side wall insulating film can prevent the polysilicon layer and the silicide film from peeling off. By the presence of the silicide layer, the resistance of the gate electrode can be reduced.

【0017】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、ゲート電極が形成された基板を酸化させる第1の工
程と、前記第1の工程で前記基板表面に形成された酸化
膜を全て除去または薄くする第2の工程と、前記第1の
工程で前記ゲート電極の側端部に形成された第1の側壁
絶縁膜をマスクにしてイオンを注入して低濃度拡散層を
形成する第3の工程と、前記第1の側壁絶縁膜の外側に
位置する第2の側壁絶縁膜を形成する第4の工程と、前
記第2の側壁絶縁膜をマスクにして前記第3の工程にお
けるイオン注入よりも高濃度でイオンを注入して高濃度
拡散層を形成する第5の工程と、を含むことを特徴とす
る。これにより、前述した半導体装置を製造することが
できる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first step of oxidizing the substrate on which the gate electrode is formed and the oxide film formed on the surface of the substrate in the first step are all removed or A second step of thinning and a third step of forming a low-concentration diffusion layer by implanting ions with the first sidewall insulating film formed at the side end portion of the gate electrode in the first step as a mask And a fourth step of forming a second sidewall insulating film located outside the first sidewall insulating film, and ion implantation in the third step using the second sidewall insulating film as a mask. And a fifth step of implanting ions at a high concentration to form a high-concentration diffusion layer. As a result, the semiconductor device described above can be manufactured.

【0018】上記の製造方法において、前記第2の側壁
絶縁膜を酸化膜である第1の側壁絶縁膜とは異なる材料
で形成した後、前記第1の工程でゲート電極の上面に形
成された酸化膜を除去するようにしてもよい。これによ
り、第2の側壁絶縁膜の膜厚(幅)が上記酸化膜の除去
のためのエッチングで変動するのが低減され、特性のば
らつきを小さくすることができる。
In the above manufacturing method, the second sidewall insulating film is formed of a material different from that of the first sidewall insulating film, which is an oxide film, and then formed on the upper surface of the gate electrode in the first step. The oxide film may be removed. This reduces variation in the film thickness (width) of the second sidewall insulating film due to the etching for removing the oxide film, and reduces variations in characteristics.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】(実施の形態1)図1はこの実施の形態の
NMOSトランジスタの製造工程を示した断面図であ
る。まず、同図(a)に示すように、p型のシリコン基
板(又はpウェル)1上にゲート絶縁膜2となる酸化膜
およびゲート電極3となるポリシリコンを形成した後、
リソグラフィおよびエッチングによりゲート電極3を形
成する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an NMOS transistor of this embodiment. First, as shown in FIG. 1A, after forming an oxide film to be a gate insulating film 2 and polysilicon to be a gate electrode 3 on a p-type silicon substrate (or p well) 1,
The gate electrode 3 is formed by lithography and etching.

【0021】次に、同図(b)に示すように、850℃
〜950℃の酸素雰囲気中に基板を置き、前記ゲート電
極3の表面を熱酸化させることにより、約60nmの膜
厚を有する第1側壁絶縁膜4を得る。このとき、シリコ
ン基板1の表面にも約20nmの膜厚を有する基板酸化
膜(以下、この基板酸化膜を形成当初基板酸化膜とい
う)5が形成される。
Next, as shown in FIG.
The first side wall insulating film 4 having a thickness of about 60 nm is obtained by placing the substrate in an oxygen atmosphere at 950 ° C. and thermally oxidizing the surface of the gate electrode 3. At this time, a substrate oxide film 5 having a film thickness of about 20 nm (hereinafter, this substrate oxide film is referred to as a substrate oxide film at the beginning of formation) 5 is also formed on the surface of the silicon substrate 1.

【0022】次に、同図(c)に示すように、異方性エ
ッチングによって前記の約20nmの膜厚を有する形成
当初基板酸化膜5をエッチングしてその膜厚を5nm程
度に薄くし、基板酸化膜5′を得る。その後、リン
(P)を、注入エネルギー10keV、ドーズ量4E1
3/cm2 の条件で注入し、n型の低濃度ソース/ドレ
イン層6を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, the initial formation substrate oxide film 5 having a film thickness of about 20 nm is etched by anisotropic etching to reduce the film thickness to about 5 nm. A substrate oxide film 5'is obtained. Then, phosphorus (P) is implanted with an energy of 10 keV and a dose of 4E1.
Implantation is performed under the condition of 3 / cm 2 to form the n-type low-concentration source / drain layer 6.

【0023】次に、同図(d)に示すように、CVD法
により第2側壁絶縁膜7となるシリコン窒化膜を70n
mの膜厚に堆積し、異方性エッチングによって第2側壁
絶縁膜7を形成する。この異方性エッチングにおいて、
シリコン基板1上に堆積したシリコン窒化膜は完全に除
去するようにしている。これは、CVD法により形成さ
れるシリコン窒化膜は、前述した第1側壁絶縁膜4とな
る熱酸化膜に比べて膜厚の均一性が良くないため、イオ
ン注入の均一性を悪化させないようにするためである。
なお、同図(d)では、このエッチングで基板酸化膜
5′も除去された状態を示している。その後、砒素(A
s)を、注入エネルギー30keV、ドーズ量4E15
/cm2 の条件で注入し、n型の高濃度ソース/ドレイ
ン層8を形成する。第2側壁絶縁膜7は、上述のごと
く、CVD法で形成され、従って第2側壁絶縁膜7の膜
厚(幅)にばらつきが生じるが、この第2側壁絶縁膜7
をマスクとするイオン注入で形成するのは高濃度ソース
/ドレイン層8であり、低濃度ソース/ドレイン層4の
ごとく形成位置精度に厳密さを要求されないので、当該
第2側壁絶縁膜7の膜厚(幅)のばらつきはここでは問
題とならない。
Next, as shown in FIG. 3D, a silicon nitride film to be the second sidewall insulating film 7 is formed to 70 n by the CVD method.
Then, the second side wall insulating film 7 is formed by anisotropic etching. In this anisotropic etching,
The silicon nitride film deposited on the silicon substrate 1 is completely removed. This is because the silicon nitride film formed by the CVD method is not uniform in film thickness as compared with the above-described thermal oxide film which becomes the first sidewall insulating film 4, so that the uniformity of ion implantation is not deteriorated. This is because
It should be noted that FIG. 6D shows a state in which the substrate oxide film 5'is also removed by this etching. After that, arsenic (A
s), implantation energy 30 keV, dose 4E15
/ Cm 2 to implant the n-type high-concentration source / drain layer 8. As described above, the second side wall insulating film 7 is formed by the CVD method, so that the film thickness (width) of the second side wall insulating film 7 varies.
The high-concentration source / drain layer 8 is formed by ion implantation using the mask as a mask, and strictness in the formation position accuracy is not required unlike the low-concentration source / drain layer 4, so the film of the second sidewall insulating film 7 is formed. Thickness (width) variations are not a concern here.

【0024】次に、約800℃の窒素雰囲気中に基板を
約60分間さらし、不純物活性化のための熱処理を行
う。これにより、同図(e)に示すように、拡散層6,
8が幾分横方向に広がることになる。
Next, the substrate is exposed to a nitrogen atmosphere at about 800 ° C. for about 60 minutes to perform heat treatment for activating impurities. As a result, as shown in FIG.
8 will spread somewhat laterally.

【0025】ここで、前述の図1(b)(c)に示した
工程において、上記形成当初基板酸化膜5のまま(膜厚
20nm)とした状態で不純物をイオン注入するとすれ
ば、打ち込み強さを30keV程度の高い値に設定する
ことになるが、これでは、このイオン注入により形成さ
れる低濃度ソース/ドレイン層6の接合深さやチャネル
内側への入り込みが大きくなり、短チャネル効果の抑制
が不十分となる。一方、打ち込み強さを30keVより
低い値(例えば、10keV〜20keV)に設定した
場合には、不純物のピーク濃度位置と酸化膜/シリコン
基板界面が同程度となるため、形成当初基板酸化膜5の
僅かなばらつきでも低濃度ソース/ドレイン層に濃度の
ばらつきが生じ、トランジスタ特性が劣化してしまう。
Here, in the steps shown in FIGS. 1B and 1C, if the impurity is ion-implanted in the state where the substrate oxide film 5 is initially formed (film thickness is 20 nm), the implantation strength is increased. However, this increases the junction depth of the low-concentration source / drain layer 6 formed by this ion implantation and the penetration into the inside of the channel, thereby suppressing the short channel effect. Is insufficient. On the other hand, when the implantation strength is set to a value lower than 30 keV (for example, 10 keV to 20 keV), the peak concentration position of the impurity and the oxide film / silicon substrate interface are substantially the same, and thus the substrate oxide film 5 at the initial formation is formed. Even a slight variation causes a concentration variation in the low-concentration source / drain layer, which deteriorates the transistor characteristics.

【0026】この実施の形態のNMOSトランジスタの
製造方法では、シリコン基板1上の形成当初基板酸化膜
5を5nm程度の基板酸化膜5′とした後、リン(P)
の打ち込み強さを10keV程度の低い値に抑えている
ので、上述したような問題は生じないことになる。
In the method of manufacturing the NMOS transistor of this embodiment, the substrate oxide film 5 initially formed on the silicon substrate 1 is changed to the substrate oxide film 5'having a thickness of about 5 nm, and then phosphorus (P) is added.
Since the implantation strength of is suppressed to a low value of about 10 keV, the above-mentioned problem does not occur.

【0027】また、図1(b)の工程において形成され
るシリコン基板1上の形成当初基板酸化膜5は、膜厚の
均一性が良く、ばらつきは±3%程度に抑えられる。ま
た、形成当初基板酸化膜5は熱酸化によって形成される
ので、第1側壁絶縁膜4の膜厚よりも薄い。従って、形
成当初基板酸化膜5をエッチングで薄くする時間が短く
て済み、このエッチングで得られた基板酸化膜5′の膜
厚も±5%程度に抑えられる。すなわち、基板酸化膜5
の膜厚均一性が良好であるため、不純物の注入濃度のば
らつきが低減され、各素子間におけるドレイン電流のば
らつきが低減される。なお、形成当初基板酸化膜5を完
全に除去してよいものであるが、この実施の形態のごと
く、形成当初基板酸化膜5を完全に除去せず基板酸化膜
5′を残す方が望ましい。この基板酸化膜5′を残すこ
とにより、基板酸化膜エッチング時のシリコン基板1へ
のダメージを小さくすることができ、リーク電流やホッ
トキャリアによるサイドウォール下の界面準位発生を抑
制することができるからである。
Further, the initial-formation substrate oxide film 5 on the silicon substrate 1 formed in the step of FIG. 1B has good film thickness uniformity, and the variation is suppressed to about ± 3%. Further, since the substrate oxide film 5 is initially formed by thermal oxidation, it is thinner than the first sidewall insulating film 4. Therefore, it takes only a short time to thin the substrate oxide film 5 by etching at the initial formation, and the film thickness of the substrate oxide film 5'obtained by this etching can be suppressed to about ± 5%. That is, the substrate oxide film 5
Since the film thickness uniformity is excellent, the variation of the impurity implantation concentration is reduced, and the variation of the drain current between the elements is reduced. Although the substrate oxide film 5 at the beginning of formation may be completely removed, it is preferable that the substrate oxide film 5'being left at the beginning not be completely removed as in this embodiment. By leaving the substrate oxide film 5 ', damage to the silicon substrate 1 at the time of etching the substrate oxide film can be reduced, and generation of an interface state under the sidewall due to leak current or hot carriers can be suppressed. Because.

【0028】また、前記の第1側壁絶縁膜4を熱酸化で
形成するため、CVD法で第1側壁絶縁膜を得る場合の
欠点を解消できる。即ち、側壁絶縁膜をCVD法で堆積
形成した場合には、シリコン基板上の堆積膜の膜厚が側
壁絶縁膜の膜厚と同程度となるため、シリコン基板上の
堆積膜を制御よく数nm程度にエッチングで残すという
ことができない。従って、シリコン基板上の堆積膜を完
全に除去するしかなく、この除去においてオーバーエッ
チングを行うと、シリコン基板上の低濃度ソース/ドレ
イン層にダメージを与えることになり、従来例で述べた
問題を生じる。更に、オーバーエッチングによって側壁
絶縁膜の膜厚にばらつきが増大する(約±10%)。こ
の実施の形態の方法であれば、第1側壁絶縁膜4は熱酸
化で形成されるので、第1側壁絶縁膜4の膜厚のばらつ
きを約±5%程度に抑えられる。そして、このように、
第1側壁絶縁膜4の膜厚のばらつきを低く抑えることが
できるので、ゲート電極3と低濃度ソース/ドレイン層
6の端との位置関係のばらつきを低減でき、トランジス
タ特性のばらつきを少なくできる。
Further, since the first side wall insulating film 4 is formed by thermal oxidation, the drawbacks of obtaining the first side wall insulating film by the CVD method can be solved. That is, when the sidewall insulating film is deposited by the CVD method, the thickness of the deposited film on the silicon substrate is approximately the same as the thickness of the sidewall insulating film. It cannot be left to the extent of etching. Therefore, there is no choice but to completely remove the deposited film on the silicon substrate, and if over-etching is performed in this removal, the low-concentration source / drain layer on the silicon substrate will be damaged, and the problems described in the conventional example will be solved. Occurs. Further, the over-etching increases the variation in the thickness of the sidewall insulating film (about ± 10%). According to the method of this embodiment, since the first side wall insulating film 4 is formed by thermal oxidation, the variation in the film thickness of the first side wall insulating film 4 can be suppressed to about ± 5%. And like this,
Since the variation in the film thickness of the first sidewall insulating film 4 can be suppressed low, the variation in the positional relationship between the gate electrode 3 and the end of the low concentration source / drain layer 6 can be reduced, and the variation in the transistor characteristics can be reduced.

【0029】また、図1(d)の工程においては、CV
D法により第2側壁絶縁膜7となるシリコン窒化膜を7
0nmの膜厚に堆積しているので、高濃度ソース/ドレ
イン層8が第1の側壁絶縁膜4下にまで達することがな
い。このため、低濃度ソース/ドレイン層6であるn-
層のチャネル方向長さ(同図の符号B参照)が約0.1
μmとなり、ホットキャリア劣化耐性に優れ、また、ド
レイン電流駆動力にもすぐれたNMOSトランジスタが
形成される。
Further, in the step of FIG. 1D, CV
The silicon nitride film to be the second sidewall insulating film 7 is formed by the D method.
Since it is deposited to a film thickness of 0 nm, the high concentration source / drain layer 8 does not reach below the first sidewall insulating film 4. Therefore, the low concentration source / drain layer 6 n
The length of the layer in the channel direction (see symbol B in the figure) is about 0.1.
.mu.m, an NMOS transistor having excellent resistance to hot carrier deterioration and an excellent drain current driving force is formed.

【0030】更に、図1(d)の工程では、約800℃
の窒素雰囲気中に基板を約60分間さらし、不純物活性
化のための熱処理を行うが、この熱処理による拡散で低
濃度ソース/ドレイン層6はチャネル領域内へと広がろ
うとする。しかしながら、第1側壁絶縁膜4が約60n
mと厚く形成されているので、低濃度ソース/ドレイン
層6の端はゲート電極3下へは入り込まず、ゲート電極
3の端にほぼ一致させることができる。これにより、ゲ
ート電極のみをマスクにして不純物を注入する方法に比
べ、短チャネル効果が0.12μm程度改善されるとと
もに、低濃度ソース/ドレイン層6の不純物濃度を濃く
してドレイン電流を増大させることが可能となる。
Further, in the step of FIG. 1 (d), about 800 ° C.
The substrate is exposed to the nitrogen atmosphere for about 60 minutes to perform a heat treatment for activating the impurities, and the low concentration source / drain layer 6 tries to spread into the channel region by diffusion by this heat treatment. However, if the first sidewall insulating film 4 is about 60n
Since it is formed to be thicker than m, the end of the low-concentration source / drain layer 6 does not enter below the gate electrode 3 and can substantially coincide with the end of the gate electrode 3. As a result, the short channel effect is improved by about 0.12 μm, and the impurity concentration of the low-concentration source / drain layer 6 is increased to increase the drain current, as compared with the method of implanting impurities using only the gate electrode as a mask. It becomes possible.

【0031】ここで、第1側壁絶縁膜4の膜厚は、低濃
度ソース/ドレイン層6の形成のためのイオン注入条件
や不純物活性化のための熱処理条件にもよるが、40n
m以上100nm以下の範囲とするのが望ましい。40
nmより下では、短チャネル効果が顕著になり、また1
00nmより上では、低濃度ソース/ドレイン層6の端
がゲート電極3の端の外側に形成されるオフセット構造
となるため、ドレイン電流が大きく低下するからであ
る。
Here, the thickness of the first side wall insulating film 4 depends on the ion implantation conditions for forming the low concentration source / drain layers 6 and the heat treatment conditions for activating the impurities, but is 40 n.
It is desirable that the thickness is in the range of m to 100 nm. 40
Below nm, the short channel effect becomes significant, and
This is because, above 00 nm, the end of the low-concentration source / drain layer 6 has an offset structure formed outside the end of the gate electrode 3, so that the drain current is significantly reduced.

【0032】(実施の形態2)次に、図2に基づいて、
ポリサイド構造を持つ半導体装置の製造方法について説
明する。なお、説明の便宜上、図1と同一の部分には同
一の符号を付記している。まず、図2(a)に示すよう
に、p型のシリコン基板(又はpウェル)1上にゲート
絶縁膜2となる酸化膜およびゲート電極13となるポリ
シリコン13a(膜厚100nm)及びTi,W等の高
融点金属シリサイド層13b(膜厚100nm)をこの
順に形成するとともに、高融点金属シリサイド層13b
上に当該高融点金属シリサイド層13bの上面を酸化さ
せないためのシリコン酸化膜14(膜厚50nm)を形
成する。そして、リソグラフィおよびエッチングにより
ゲート電極3を形成する。
(Embodiment 2) Next, based on FIG.
A method of manufacturing a semiconductor device having a polycide structure will be described. For convenience of explanation, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. First, as shown in FIG. 2A, an oxide film serving as the gate insulating film 2 and polysilicon 13a (having a film thickness of 100 nm) serving as the gate electrode 13 and Ti, are formed on the p-type silicon substrate (or p well) 1. The refractory metal silicide layer 13b (film thickness 100 nm) of W or the like is formed in this order, and the refractory metal silicide layer 13b is formed.
A silicon oxide film 14 (having a film thickness of 50 nm) for preventing the upper surface of the refractory metal silicide layer 13b from being oxidized is formed thereon. Then, the gate electrode 3 is formed by lithography and etching.

【0033】次に、同図(b)に示すように、850℃
〜950℃の酸素雰囲気中に基板を置き、前記ゲート電
極13の表面を熱酸化させることにより、約60nmの
膜厚を有する第1側壁絶縁膜4を得る。このとき、シリ
コン基板1の表面にも約20nmの膜厚を有する形成当
初基板酸化膜5が形成される。
Next, as shown in FIG.
The first side wall insulating film 4 having a film thickness of about 60 nm is obtained by placing the substrate in an oxygen atmosphere at 950 ° C. and thermally oxidizing the surface of the gate electrode 13. At this time, the initially formed substrate oxide film 5 having a film thickness of about 20 nm is also formed on the surface of the silicon substrate 1.

【0034】次に、同図(c)に示すように、異方性エ
ッチングによって前記の約20nmの膜厚を有する形成
当初基板酸化膜5をエッチングしてその膜厚を5nm程
度に薄くし、基板酸化膜5′を得る。その後、リン
(P)を、注入エネルギー10keV、ドーズ量4E1
3/cm2 の条件で注入し、n型の低濃度ソース/ドレ
イン層6を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, the initial formation substrate oxide film 5 having a film thickness of about 20 nm is etched by anisotropic etching to reduce the film thickness to about 5 nm. A substrate oxide film 5'is obtained. Then, phosphorus (P) is implanted with an energy of 10 keV and a dose of 4E1.
Implantation is performed under the condition of 3 / cm 2 to form the n-type low-concentration source / drain layer 6.

【0035】次に、同図(d)に示すように、CVD法
により第2側壁絶縁膜7となるシリコン窒化膜を70n
mの膜厚に堆積し、異方性エッチングによって第2側壁
絶縁膜7を形成する。この異方性エッチングにおいて、
シリコン基板1上に堆積したシリコン窒化膜は完全に除
去するようにしている。その後、砒素(As)を、注入
エネルギー30keV、ドーズ量4E15/cm2 の条
件で注入し、n型の高濃度ソース/ドレイン層8を形成
する。
Next, as shown in FIG. 3D, a silicon nitride film to be the second sidewall insulating film 7 is formed to 70 n by the CVD method.
Then, the second side wall insulating film 7 is formed by anisotropic etching. In this anisotropic etching,
The silicon nitride film deposited on the silicon substrate 1 is completely removed. After that, arsenic (As) is implanted under the conditions of an implantation energy of 30 keV and a dose amount of 4E15 / cm 2 to form an n-type high concentration source / drain layer 8.

【0036】次に、約800℃の窒素雰囲気中に基板を
約60分間さらし、不純物活性化のための熱処理を行
う。これにより、同図(e)に示すように、拡散層6,
8が幾分横方向に広がることになる。
Next, the substrate is exposed to a nitrogen atmosphere at about 800 ° C. for about 60 minutes to perform heat treatment for activating impurities. As a result, as shown in FIG.
8 will spread somewhat laterally.

【0037】なお、このポリサイド構造を持つ半導体装
置の製造方法において、前記の高融点金属シリサイド層
13bは、二層から成る高融点金属シリサイド層とし、
下層側は高融点金属の含有量が少ない例えばWSi3
(膜厚50nm)とし、上層側は高融点金属の含有量が
上記の下層側よりも多い例えばWSi2 層(膜厚50n
m)とするようにしてもよい。これによれば、第1の側
壁絶縁膜4の形成において、前記の高融点金属の含有量
が少ないWSi3 層が存在していることにより、ポリシ
リコン層13aとシリサイド層13bの剥がれが防止で
き、また、前記の高融点金属の含有量が多いWSi2
存在していることにより、ゲート電極13の低抵抗化が
図られることになる。なお、WSi3 のアトミックパー
セントは25%であり、WSi2 のアトミックパーセン
トは33%である。
In the method of manufacturing a semiconductor device having this polycide structure, the refractory metal silicide layer 13b is a birefringent refractory metal silicide layer.
The lower layer side is, for example, a WSi 3 layer (film thickness 50 nm) having a low refractory metal content, and the upper layer side has a higher refractory metal content, for example, a WSi 2 layer (film thickness 50 n).
m). According to this, in the formation of the first sidewall insulating film 4, since the WSi 3 layer containing a small amount of the refractory metal is present, the polysilicon layer 13a and the silicide layer 13b can be prevented from peeling off. In addition, the presence of WSi 2 having a high content of the refractory metal allows the resistance of the gate electrode 13 to be reduced. The atomic percentage of WSi 3 is 25%, and the atomic percentage of WSi 2 is 33%.

【0038】(実施の形態3)次に、図3に基づいて、
サリサイド構造を持つ半導体装置の製造方法について説
明する。なお、説明の便宜上、図1と同一の部分には同
一の符号を付記する。図3(a)では、シリコン窒化膜
から成る第2の側壁絶縁膜7をマスクとして高濃度ソー
ス/ドレイン層8が形成された状態を示している。この
図において、ポリシリコンから成るゲート電極23の上
面には、シリコン酸化膜24が形成されている。
(Embodiment 3) Next, based on FIG.
A method of manufacturing a semiconductor device having a salicide structure will be described. For convenience of explanation, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. FIG. 3A shows a state in which the high-concentration source / drain layer 8 is formed using the second sidewall insulating film 7 made of a silicon nitride film as a mask. In this figure, a silicon oxide film 24 is formed on the upper surface of the gate electrode 23 made of polysilicon.

【0039】次に、同図(b)に示すように、ゲート電
極23の上面側の酸化膜のみを除去する。ここで、第2
の側壁絶縁膜7がシリコン酸化膜から成る場合には、ゲ
ート電極23の上面側の酸化膜のみを除去することが困
難となるが、第2の側壁絶縁膜7がシリコン窒化膜(即
ち、第1の側壁絶縁膜の材料である酸化膜と異なる材
料)であるため、当該第2の側壁絶縁膜7の幅の変動を
もたらさずにゲート電極23の上面側の酸化膜のみを除
去することができる。
Next, as shown in FIG. 6B, only the oxide film on the upper surface side of the gate electrode 23 is removed. Where the second
When the side wall insulating film 7 is made of a silicon oxide film, it is difficult to remove only the oxide film on the upper surface side of the gate electrode 23, but the second side wall insulating film 7 is a silicon nitride film (that is, the second side wall insulating film 7). Since it is a material different from the oxide film which is the material of the first side wall insulating film), it is possible to remove only the oxide film on the upper surface side of the gate electrode 23 without causing the width variation of the second side wall insulating film 7. it can.

【0040】次に、同図(c)に示すように、一般的な
サリサイド構造の形成方法を用い、基板表面にチタン
(Ti)膜25を成膜する。
Next, as shown in FIG. 6C, a titanium (Ti) film 25 is formed on the surface of the substrate by using a general salicide structure forming method.

【0041】そして、同図(d)に示すように、シリサ
イド化のための熱処理、及び未反応チタンの除去を行
う。これにより、ゲート電極23の上面および高濃度ソ
ース/ドレイン層8上にシリサイド層26が形成され
る。
Then, as shown in FIG. 3D, heat treatment for silicidation and removal of unreacted titanium are performed. As a result, the silicide layer 26 is formed on the upper surface of the gate electrode 23 and the high-concentration source / drain layer 8.

【0042】以上説明した方法であれば、ゲート電極2
3の上面側の酸化膜の除去が第2の側壁絶縁膜7の幅を
変動させずに行えるので、素子間におけるトランジスタ
特性のばらつきを少なくすることができる。更に、上記
のゲート電極23の上面側の酸化膜の除去によって、第
2の側壁絶縁膜7よりもゲート電極23の上面(露出
面)が下側に位置するため、ゲート電極23上のシリサ
イド層26と高濃度ソース/ドレイン層8上のシリサイ
ド層26とが分離されやすくなるという利点が得られ
る。
According to the method described above, the gate electrode 2
Since the oxide film on the upper surface side of 3 can be removed without changing the width of the second sidewall insulating film 7, it is possible to reduce variations in transistor characteristics between elements. Further, since the oxide film on the upper surface side of the gate electrode 23 is removed, the upper surface (exposed surface) of the gate electrode 23 is located lower than the second sidewall insulating film 7, so that the silicide layer on the gate electrode 23 is formed. 26 and the silicide layer 26 on the high-concentration source / drain layer 8 are easily separated from each other.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、前記第1の側壁絶
縁膜は前記ゲート電極を酸化して成るので、その膜厚の
ばらつきは少なく、この第1の側壁絶縁膜をマスクにし
て形成された低濃度拡散層の形成位置精度が高く、素子
間におけるトランジスタ特性のばらつきを低減すること
ができる。更に、この低濃度拡散層は、第1の側壁絶縁
膜をマスクにして形成されており、ゲート電極のみをマ
スクにして形成されたものに比べると、低濃度拡散層の
ゲート電極下への入り込みが生じにくくなるので、短チ
ャネル効果を抑制し易くなる。また、前記基板酸化膜は
形成当初基板酸化膜を薄くして成るので、低濃度拡散層
を形成するときのイオン注入エネルギーを小さくでき、
このことによっても、低濃度拡散層のゲート電極下への
入り込みが生じにくくなる。更に、上記の薄い基板酸化
膜が存在していることにより、基板酸化膜エッチング時
の基板へのダメージも小さくすることができ、リーク電
流やホットキャリアによるサイドウォール下の界面準位
発生を抑制することができる。
As described above, since the first side wall insulating film is formed by oxidizing the gate electrode, there is little variation in the film thickness, and the first side wall insulating film is used as a mask. Further, the accuracy of the formation position of the low-concentration diffusion layer is high, and it is possible to reduce variations in transistor characteristics between elements. Further, this low-concentration diffusion layer is formed by using the first sidewall insulating film as a mask, and the low-concentration diffusion layer penetrates under the gate electrode as compared with the one formed by using only the gate electrode as a mask. Is less likely to occur, it is easy to suppress the short channel effect. In addition, since the substrate oxide film is formed by thinning the substrate oxide film at the beginning of formation, it is possible to reduce the ion implantation energy when forming the low-concentration diffusion layer,
This also makes it difficult for the low-concentration diffusion layer to enter below the gate electrode. Furthermore, the presence of the thin substrate oxide film described above can reduce damage to the substrate during etching of the substrate oxide film, and suppress the generation of interface states under the sidewall due to leak current and hot carriers. be able to.

【0044】第1の側壁絶縁膜の膜厚を40nm以上1
00nm以下とした場合には、第1の側壁絶縁膜をマス
クとして形成される低濃度拡散層のゲート電極下への入
り込みが生じにくくなるとともに低エネルギーのイオン
注入で低濃度拡散層を形成しても、この低濃度拡散層の
ゲート電極に対するオフセット量を小さくでき、ドレイ
ン電流の変動を小さくできる。
The thickness of the first sidewall insulating film is 40 nm or more 1
When the thickness is set to 00 nm or less, it is difficult for the low-concentration diffusion layer formed using the first sidewall insulating film as a mask to enter under the gate electrode, and the low-concentration diffusion layer is formed by low-energy ion implantation. Also, the offset amount of the low-concentration diffusion layer with respect to the gate electrode can be reduced, and the fluctuation of the drain current can be reduced.

【0045】前記の基板酸化膜の膜厚は10nm以下と
した場合には、低エネルギーのイオン注入で低濃度拡散
層を形成できるので、この低濃度拡散層のゲート電極下
への入り込みが生じにくくなる。
When the film thickness of the substrate oxide film is 10 nm or less, the low-concentration diffusion layer can be formed by low-energy ion implantation, so that the low-concentration diffusion layer is less likely to enter below the gate electrode. Become.

【0046】前記の低濃度拡散層の端部を前記ゲート電
極下のチャネル領域端に位置させるようにした場合に
は、短チャネル効果を抑制し且つオフセット構造となる
のが防止できる。
When the end portion of the low concentration diffusion layer is located at the end of the channel region under the gate electrode, the short channel effect can be suppressed and the offset structure can be prevented.

【0047】前記のゲート電極が下側からポリシリコン
層、高融点金属を含有する第1のシリサイド層、高融点
金属の含有量が前記第1のシリサイド層よりも多い第2
のシリサイド層、及びシリコン酸化膜が順に積層されて
なる多層膜構造とされた場合には、第1の側壁絶縁膜の
形成において、前記第1のシリサイド層が存在している
ことにより、ポリシリコン層とシリサイド膜の剥がれが
防止でき、また、第2のシリサイド層が存在しているこ
とにより、ゲート電極の低抵抗化が図られることにな
る。
The gate electrode is a polysilicon layer, a first silicide layer containing a refractory metal, and a second refractory metal content higher than that of the first silicide layer.
In the case of the multilayer film structure in which the silicide layer and the silicon oxide film are sequentially stacked, the presence of the first silicide layer in the formation of the first sidewall insulating film results in the polysilicon. The layer can be prevented from peeling off from the silicide film, and the presence of the second silicide layer can reduce the resistance of the gate electrode.

【0048】また、この発明の半導体装置の製造方法に
より、上記構造の半導体装置を製造することができる。
The semiconductor device having the above structure can be manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0049】そして、上記の製造方法において、前記第
2の側壁絶縁膜を前記の酸化膜である第1の側壁絶縁膜
と異なる材料で形成した後、前記第1の工程でゲート電
極の上面に形成された酸化膜を除去するようにした場合
には、第2の側壁絶縁膜の膜厚(幅)が上記酸化膜の除
去のためのエッチングで変動するのが低減され、特性の
ばらつきを小さくすることができるという効果を奏す
る。
In the above manufacturing method, after forming the second side wall insulating film with a material different from that of the first side wall insulating film which is the oxide film, the second side wall insulating film is formed on the upper surface of the gate electrode in the first step. When the formed oxide film is removed, the film thickness (width) of the second sidewall insulating film is reduced from being changed by the etching for removing the oxide film, and variations in characteristics are reduced. There is an effect that can be done.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造の各工程を示した素子断面図である。
FIG. 1 is an element sectional view showing each step of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態の半導体装置の製
造の各工程を示した素子断面図である。
FIG. 2 is an element cross-sectional view showing each step of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施の形態の半導体装置の製
造の各工程を示した素子断面図である。
FIG. 3 is an element sectional view showing each step of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 ゲート絶縁膜 3 ゲート電極 4 第1の側壁絶縁膜 5 形成当初基板酸化膜 5′ 基板酸化膜 6 低濃度ソース/ドレイン層 7 第2の側壁絶縁膜 8 高濃度ソース/ドレイン層 13 ゲート電極 23 ゲート電極 1 p-type silicon substrate 2 gate insulating film 3 gate electrode 4 first sidewall insulating film 5 initial substrate oxide film 5'substrate oxide film 6 low concentration source / drain layer 7 second sidewall insulating film 8 high concentration source / drain Layer 13 Gate electrode 23 Gate electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリシリコン又はポリサイドから成るゲ
ート電極に接する第1の側壁絶縁膜をマスクにして不純
物が注入されて成る低濃度拡散層と、前記第1の側壁絶
縁膜の外側に位置する第2の側壁絶縁膜をマスクにして
前記不純物と同導電型の不純物が前記低濃度拡散層より
も高い濃度で注入されて成る高濃度拡散層とを有する半
導体装置において、前記第1の側壁絶縁膜は前記ゲート
電極を酸化して成り、前記第2の側壁絶縁膜の下方には
基板酸化膜が位置しており、前記基板酸化膜は前記第1
の側壁絶縁膜を得るときに形成された形成当初基板酸化
膜を薄くして成るものであることを特徴とする半導体装
置。
1. A low-concentration diffusion layer formed by implanting impurities using a first sidewall insulating film in contact with a gate electrode made of polysilicon or polycide as a mask, and a first impurity layer located outside the first sidewall insulating film. 2. A semiconductor device having a high-concentration diffusion layer formed by implanting an impurity of the same conductivity type as the impurity at a higher concentration than the low-concentration diffusion layer using the second sidewall insulation film as a mask. Is formed by oxidizing the gate electrode, a substrate oxide film is located below the second sidewall insulating film, and the substrate oxide film is the first oxide film.
The semiconductor device is characterized in that it is formed by thinning the substrate oxide film at the initial formation, which is formed when the side wall insulating film is obtained.
【請求項2】 前記第1の側壁絶縁膜の膜厚が40nm
以上100nm以下であることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。
2. The film thickness of the first sidewall insulating film is 40 nm.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness is 100 nm or less.
【請求項3】 前記の基板酸化膜の膜厚が10nm以下
であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the film thickness of the substrate oxide film is 10 nm or less.
【請求項4】 前記の低濃度拡散層の端部が前記ゲート
電極下のチャネル領域端に位置していることを特徴とす
る請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装
置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end of the low-concentration diffusion layer is located at an end of a channel region below the gate electrode.
【請求項5】 前記のゲート電極が下側からポリシリコ
ン層、金属の含有量が少ない第1のシリサイド層、金属
の含有量が多い第2のシリサイド層、及びシリコン酸化
膜が順に積層されてなる多層膜構造とされていることを
特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の半
導体装置。
5. The gate electrode is formed by sequentially stacking a polysilicon layer, a first silicide layer having a low metal content, a second silicide layer having a high metal content, and a silicon oxide film in this order from the bottom. 5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a multilayer film structure.
【請求項6】 ゲート電極が形成された基板を酸化させ
る第1の工程と、前記第1の工程で前記基板表面に形成
された酸化膜を全て除去または薄くする第2の工程と、
前記第1の工程で前記ゲート電極の側端部に形成された
第1の側壁絶縁膜をマスクにしてイオンを注入して低濃
度拡散層を形成する第3の工程と、前記第1の側壁絶縁
膜の外側に位置する第2の側壁絶縁膜を形成する第4の
工程と、前記第2の側壁絶縁膜をマスクにして前記第3
の工程におけるイオン注入よりも高濃度でイオンを注入
して高濃度拡散層を形成する第5の工程と、を含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A first step of oxidizing a substrate having a gate electrode formed thereon, and a second step of removing or thinning all the oxide film formed on the surface of the substrate in the first step,
A third step of forming a low-concentration diffusion layer by implanting ions using the first sidewall insulating film formed on the side end portion of the gate electrode as a mask in the first step; and the first sidewall. A fourth step of forming a second sidewall insulating film located outside the insulating film; and the third step using the second sidewall insulating film as a mask
And a fifth step of forming a high-concentration diffusion layer by implanting ions at a higher concentration than the ion implantation in the step of.
【請求項7】 前記第2の側壁絶縁膜を酸化膜である第
1の側壁絶縁膜とは異なる材料で形成した後、前記第1
の工程でゲート電極の上面に形成された酸化膜を除去す
ることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造
方法。
7. The first sidewall insulating film is formed of a material different from that of the first sidewall insulating film, which is an oxide film, and then the first sidewall insulating film is formed.
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the oxide film formed on the upper surface of the gate electrode is removed in the step of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001177090A (en) * 1999-10-27 2001-06-29 Lucent Technol Inc Integrated circuit
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