JP2000200903A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2000200903A
JP2000200903A JP11000926A JP92699A JP2000200903A JP 2000200903 A JP2000200903 A JP 2000200903A JP 11000926 A JP11000926 A JP 11000926A JP 92699 A JP92699 A JP 92699A JP 2000200903 A JP2000200903 A JP 2000200903A
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JP
Japan
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film
gate electrode
etching
sio
sidewall spacer
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JP11000926A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Sugano
道博 菅野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ゲート電極側壁のサイドウォール
・スペーサを用いてLDD構造の電界効果トランジスタ
を作製する半導体装置の製造方法において、良好なトラ
ンジスタ特性を有する電界効果トランジスタを作製する
ことが可能になる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ゲート電極20側壁にSiO2 膜24を
介して濃度2wt.%程度のPがドープされたP−DP
S26膜からなるサイドウォール・スペーサ26aを形
成する。このため、高濃度の不純物イオンの注入により
高濃度不純物領域28を形成した後、サイドウォール・
スペーサ26aを除去する際に、そのエッチング時間を
短縮することができると共に、所定のエッチング条件に
より全てのサイドウォール・スペーサ26aをほぼ均一
に除去して、特定のサイドウォール・スペーサ26aの
エッチング残りの発生を防止することができる。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a field effect transistor having an LDD structure using a sidewall spacer on a side wall of a gate electrode. An object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can be manufactured. A concentration 2wt gate electrode 20 side wall through the SiO 2 film 24. % P-doped P-DP
A sidewall spacer 26a made of the S26 film is formed. For this reason, after the high concentration impurity region 28 is formed by implanting high concentration impurity ions,
When removing the spacer 26a, the etching time can be shortened, and all the sidewall spacers 26a are almost uniformly removed under a predetermined etching condition, so that the etching residue of the specific sidewall spacer 26a is removed. Generation can be prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特にゲート電極側壁のサイドウォール・スペ
ーサ(Sidewall Spacer )を用いてLDD(Lightly Do
ped Drain )構造の電界効果トランジスタを作製する方
法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 device, and more particularly to an LDD (Lightly Doped) using a sidewall spacer on a side wall of a gate electrode.
The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor having a ped drain structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のLDD構造のMOS(Metal Oxid
e Semiconductor )トランジスタの製造方法を、図10
〜図13の工程断面図を用いて説明する。なお、各工程
断面図において、左側にはMOSトランジスタを形成す
るトランジスタ部を示し、右側にはこのトランジスタ部
を絶縁分離するフィールド部を示す。
2. Description of the Related Art A conventional LDD structure MOS (Metal Oxid
e Semiconductor) A method of manufacturing a transistor is shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. In each of the cross-sectional views, a transistor portion for forming a MOS transistor is shown on the left side, and a field portion for insulating the transistor portion is shown on the right side.

【0003】例えば半導体基板としてのSi(シリコ
ン)基板50のフィールド部に、例えばLOCOS(Lo
cal Oxidation of Silicon;選択酸化)法を用いて、素
子分離用のフィールド酸化膜52を形成する。そして、
このフィールド酸化膜52に周囲を囲まれたトランジス
タ部のSi基板50上に、ゲート酸化膜54を介して、
ポリシリコン層56及びシリサイド層58が順に積層さ
れたゲート電極60を形成する。続いて、このゲート電
極60をマスクとして、Si基板50に低濃度の不純物
イオンを注入し、Si基板50表面に低濃度不純物領域
62を形成する。その後、例えばCVD(Chemical Vap
or Deposition ;化学的気相成長)法を用いて、基体全
面に十分な膜厚のSiO2 膜(シリコン酸化膜)64を
堆積する(図10参照)。
[0003] For example, LOCOS (Lo) is applied to a field portion of an Si (silicon) substrate 50 as a semiconductor substrate.
A field oxide film 52 for device isolation is formed by using a cal oxidation of silicon (selective oxidation) method. And
On the Si substrate 50 of the transistor portion surrounded by the field oxide film 52, via the gate oxide film 54,
A gate electrode 60 in which a polysilicon layer 56 and a silicide layer 58 are sequentially stacked is formed. Subsequently, using the gate electrode 60 as a mask, low-concentration impurity ions are implanted into the Si substrate 50 to form a low-concentration impurity region 62 on the surface of the Si substrate 50. Thereafter, for example, CVD (Chemical Vap
An SiO 2 film (silicon oxide film) 64 having a sufficient film thickness is deposited on the entire surface of the substrate by using a chemical vapor deposition (or chemical vapor deposition) method (see FIG. 10).

【0004】次いで、SiO2 膜64の全面エッチバッ
クを行い、ゲート電極60側壁のみにSiO2 膜64を
残存させる。こうして、ゲート電極60側壁にSiO2
膜64からなるサイドウォール・スペーサ64aを形成
する(図11参照)。
Next, the entire surface of the SiO 2 film 64 is etched back to leave the SiO 2 film 64 only on the side wall of the gate electrode 60. Thus, the SiO 2 is formed on the side wall of the gate electrode 60.
A sidewall spacer 64a made of the film 64 is formed (see FIG. 11).

【0005】次いで、ゲート電極60及びその両側壁の
サイドウォール・スペーサ64aをマスクとして、図中
に矢印で表すように、Si基板50に高濃度の不純物イ
オンを注入し、Si基板50表面に低抵抗の高濃度不純
物領域66を形成する。そして、この高濃度不純物領域
66と先に形成した低濃度不純物領域62とからLDD
構造のソース/ドレイン(Source/Drain )領域68を
構成する。
Next, high concentration impurity ions are implanted into the Si substrate 50 by using the gate electrode 60 and the sidewall spacers 64a on both side walls as a mask, as shown by arrows in FIG. A high-concentration impurity region 66 having resistance is formed. The LDD is formed from the high concentration impurity region 66 and the low concentration impurity region 62 formed earlier.
A source / drain region 68 of the structure is formed.

【0006】こうして、Si基板50表面に相対して形
成されたLDD構造のソース/ドレイン領域68と、こ
れら相対する2つのソース/ドレイン領域68に挟まれ
たチャネル領域上にゲート酸化膜54を介して形成され
たゲート電極60とから構成されるMOSトランジスタ
を形成する(図12参照)。
The source / drain region 68 of the LDD structure formed opposite to the surface of the Si substrate 50 and the channel region sandwiched between the two opposite source / drain regions 68 with the gate oxide film 54 interposed therebetween. A MOS transistor composed of the gate electrode 60 formed as described above is formed (see FIG. 12).

【0007】次いで、例えばCVD法を用いて、基体全
面に、エッチングストッパ層としてのSiN膜(シリコ
ン窒化膜)70を堆積した後、更にこのSiN膜70上
に、層間絶縁膜72を堆積する。続いて、リソグラフィ
技術を用いて、層間絶縁膜72及びSiN膜70を選択
的にエッチングし、ソース/ドレイン領域68の高濃度
不純物領域66を露出させるコンタクト窓74を形成す
る。
Next, an SiN film (silicon nitride film) 70 as an etching stopper layer is deposited on the entire surface of the substrate by, for example, a CVD method, and then an interlayer insulating film 72 is further deposited on the SiN film 70. Then, the interlayer insulating film 72 and the SiN film 70 are selectively etched by using a lithography technique to form a contact window 74 exposing the high-concentration impurity region 66 of the source / drain region 68.

【0008】このとき、コンタクト窓74の加工精度を
補うために、サイドウォール・スペーサ64a上にも層
間絶縁膜72との間にエッチングストッパ層としてSi
N膜70を介在させ、コンタクト窓74を開口するため
の層間絶縁膜72の選択的なエッチングを一旦SiN膜
70によって停止させた後、露出したSiN膜70をエ
ッチング除去する方法を採用する。この場合には、たと
えコンタクト窓74の開口位置がゲート電極60側に多
少ずれても、SiN膜70をエッチング除去する際に、
SiO2 膜64からなるサイドウォール・スペーサ64
aがそのまま残存していることから、コンタクト窓74
がセルフアライン(Self Align)で形成されることにな
る。このために、コンタクト窓74がゲート電極60を
露出させて電気的ショートを招くことはない(図13参
照)。
At this time, in order to supplement the processing accuracy of the contact window 74, Si is used as an etching stopper layer between the sidewall spacer 64a and the interlayer insulating film 72.
A method is adopted in which the selective etching of the interlayer insulating film 72 for opening the contact window 74 with the N film 70 interposed is once stopped by the SiN film 70, and then the exposed SiN film 70 is removed by etching. In this case, even if the opening position of the contact window 74 is slightly shifted to the gate electrode 60 side, when the SiN film 70 is etched away,
Sidewall spacer 64 made of SiO 2 film 64
a remains as it is, the contact window 74
Are formed in a self-aligned manner. For this reason, the contact window 74 does not expose the gate electrode 60 to cause an electrical short (see FIG. 13).

【0009】しかし、上記従来のLDD構造のMOSト
ランジスタの製造方法においては、サイドウォール・ス
ペーサ64aの材質としてSiO2 膜64を用いている
ことから、図11に示されるように、基体全面に堆積し
たSiO2 膜64の全面エッチバックを行ってゲート電
極60側壁にサイドウォール・スペーサ64aを形成す
る際に、素子分離用のフィールド酸化膜52上のSiO
2 膜64のみならず、フィールド酸化膜52自体もオー
バーエッチングされて、その膜厚が全体的に例えばt1
だけ薄くなる。
However, in the above-mentioned conventional method of manufacturing a MOS transistor having an LDD structure, since the SiO 2 film 64 is used as the material of the sidewall spacer 64a, as shown in FIG. When the entire surface of the formed SiO 2 film 64 is etched back to form the sidewall spacers 64 a on the side walls of the gate electrode 60, the SiO 2 film 64 on the field oxide film 52 for element isolation is removed.
Not only the second film 64 but also the field oxide film 52 itself is over-etched, and its film thickness is, for example, t1 as a whole.
Only thinner.

【0010】このため、次の図12に示されるように、
ゲート電極60及びその両側壁のサイドウォール・スペ
ーサ64aをマスクとしてSi基板50に高濃度の不純
物イオンを注入する際に、全体的に薄膜化されたフィー
ルド酸化膜52の特に膜厚が薄くなった周辺部を不純物
イオンが突き抜ける現象が生じる。従って、周辺部のフ
ィールド酸化膜52下面に接するSi基板50表面にま
で高濃度不純物領域66が形成されることになり、こう
した周辺部のフィールド酸化膜52下面への高濃度不純
物領域66の侵出によりフィールド酸化膜52の素子分
離能力の低下を招くという問題が生じた。
For this reason, as shown in FIG.
When high-concentration impurity ions are implanted into the Si substrate 50 using the gate electrode 60 and the sidewall spacers 64a on both side walls as a mask, the thickness of the field oxide film 52, which is reduced as a whole, becomes particularly thin. A phenomenon occurs in which impurity ions penetrate the peripheral portion. Therefore, the high-concentration impurity regions 66 are formed up to the surface of the Si substrate 50 in contact with the lower surface of the field oxide film 52 in the peripheral portion. As a result, there is a problem that the element isolation capability of the field oxide film 52 is reduced.

【0011】また、MOSトランジスタを形成した後、
層間絶縁膜72及びSiN膜70を順に選択的にエッチ
ングして、ソース/ドレイン領域68の高濃度不純物領
域66を露出させるコンタクト窓74を形成する際に、
図13に示されるように、サイドウォール・スペーサ6
4aがそのまま残存しているため、コンタクト窓74の
開口位置が多少ゲート電極60側にずれても、ゲート電
極60とソース/ドレイン領域68との電気的ショート
の発生は防止されるものの、その反面、このサイドウォ
ール・スペーサ64aの存在が開口されるコンタクト窓
74の底面積をスリット状に減少させてしまい、結果的
にコンタクト窓74の加工精度を低下させてしまうとい
う問題も生じた。
After forming the MOS transistor,
When the interlayer insulating film 72 and the SiN film 70 are selectively etched in order to form a contact window 74 exposing the high-concentration impurity region 66 of the source / drain region 68,
As shown in FIG.
4a remains as it is, so that even if the opening position of the contact window 74 is slightly shifted to the gate electrode 60 side, occurrence of an electrical short between the gate electrode 60 and the source / drain region 68 is prevented, but on the other hand However, the presence of the sidewall spacers 64a reduces the bottom area of the contact window 74, which is opened, in a slit-like manner. As a result, there is a problem that the processing accuracy of the contact window 74 is reduced.

【0012】こうした上記従来のLDD構造のMOSト
ランジスタの製造方法の問題点を解決するため、ゲート
電極側壁に形成するサイドウォール・スペーサの材質と
してポリシリコン膜を用いる別の製造方法が提案されて
いる。
In order to solve the above-mentioned problems of the conventional method of manufacturing a MOS transistor having an LDD structure, another manufacturing method using a polysilicon film as a material of a sidewall spacer formed on a side wall of a gate electrode has been proposed. .

【0013】次に、この従来のLDD構造のMOSトラ
ンジスタの別の製造方法を、図14〜図18の工程断面
図を用いて説明する。なお、各工程断面図において、左
側にはMOSトランジスタを形成するトランジスタ部を
示し、右側にはこのトランジスタ部を絶縁分離するフィ
ールド部を示す。また、上記図10〜図13に示される
MOSトランジスタの構成要素と同一の要素には同一の
符号を付して説明を省略する。
Next, another method of manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure will be described with reference to the process sectional views of FIGS. In each of the cross-sectional views, a transistor portion for forming a MOS transistor is shown on the left side, and a field portion for insulating the transistor portion is shown on the right side. The same components as those of the MOS transistor shown in FIGS. 10 to 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0014】Si基板50のフィールド部に、例えばL
OCOS法を用いて、素子分離用のフィールド酸化膜5
2を形成した後、このフィールド酸化膜52に周囲を囲
まれたトランジスタ部のSi基板50上に、ゲート酸化
膜54を介して、ポリシリコン層56及びシリサイド層
58が順に積層されたゲート電極60を形成する。そし
て、このゲート電極60をマスクとする低濃度の不純物
イオンの注入により、Si基板50表面に低濃度不純物
領域62を形成する。続いて、その後、例えばCVD法
を用いて、基体全面にエッチングストッパ層としてSi
2 膜76を堆積した後、このSiO2 膜76上に十分
な膜厚のポリシリコン膜78を堆積する(図14参
照)。
In the field portion of the Si substrate 50, for example, L
Field oxide film 5 for element isolation using OCOS method
After forming the gate electrode 60, a polysilicon layer 56 and a silicide layer 58 are sequentially stacked on the Si substrate 50 of the transistor portion surrounded by the field oxide film 52 via the gate oxide film 54. To form Then, low-concentration impurity regions 62 are formed on the surface of the Si substrate 50 by implanting low-concentration impurity ions using the gate electrode 60 as a mask. Subsequently, after that, using, for example, a CVD method, Si is used as an etching stopper layer over the entire surface of the substrate.
After depositing the O 2 film 76, a polysilicon film 78 having a sufficient thickness is deposited on the SiO 2 film 76 (see FIG. 14).

【0015】次いで、ポリシリコン膜78の全面エッチ
バックを行い、ゲート電極60側壁のみにSiO2 膜7
6を介してポリシリコン膜78を残存させる。なお、こ
のポリシリコン膜78の全面エッチバックの際に、Si
2 膜76はエッチングストッパ層として機能する。こ
うして、ゲート電極60側壁にSiO2 膜76を介して
ポリシリコン膜78からなるサイドウォール・スペーサ
78aを形成する(図15参照)。
Next, the entire surface of the polysilicon film 78 is etched back, and the SiO 2 film 7 is formed only on the side walls of the gate electrode 60.
The polysilicon film 78 is left through the film 6. Note that, when the entire surface of the polysilicon film 78 is etched back, Si
The O 2 film 76 functions as an etching stopper layer. Thus, a sidewall spacer 78a made of the polysilicon film 78 is formed on the side wall of the gate electrode 60 via the SiO 2 film 76 (see FIG. 15).

【0016】次いで、ゲート電極60並びにその両側壁
のSiO2 膜76及びサイドウォール・スペーサ78a
をマスクとして、図中に矢印で表すように、Si基板5
0に高濃度の不純物イオンを注入し、Si基板50表面
に低抵抗の高濃度不純物領域66を形成する。そして、
この高濃度不純物領域66と先に形成した低濃度不純物
領域62とからLDD構造のソース/ドレイン領域68
を構成する(図16参照)。
Next, the gate electrode 60, the SiO 2 film 76 on both side walls thereof, and the side wall spacers 78a are formed.
Is used as a mask, as shown by arrows in FIG.
A high-concentration impurity ion is implanted into the Si substrate 50 to form a low-resistance high-concentration impurity region 66 on the surface of the Si substrate 50. And
The source / drain region 68 having the LDD structure is formed from the high concentration impurity region 66 and the low concentration impurity region 62 formed earlier.
(See FIG. 16).

【0017】次いで、等方性エッチングにより、ゲート
電極60側壁のサイドウォール・スペーサ78aを除去
する。このときも、SiO2 膜76はポリシリコン膜か
らなるサイドウォール・スペーサ78aの等方性エッチ
ングに対するエッチングストッパ層として機能する。な
お、このサイドウォール・スペーサ78aは、高濃度の
不純物イオンが注入されて導電性の膜となることから、
このまま残存させておくと、後のプロセスにおいてコン
タクト間の電気的ショートの原因となる恐れがあるた
め、このサイドウォール・スペーサ78aの除去は不可
欠な工程である。こうして、Si基板50表面に相対し
て形成されたLDD構造のソース/ドレイン領域68
と、これら相対する2つのソース/ドレイン領域68に
挟まれたチャネル領域上にゲート酸化膜54を介して形
成されたゲート電極60とから構成されるMOSトラン
ジスタを形成する(図17参照)。
Next, the sidewall spacer 78a on the side wall of the gate electrode 60 is removed by isotropic etching. Also at this time, the SiO 2 film 76 functions as an etching stopper layer for isotropic etching of the sidewall spacer 78a made of the polysilicon film. Since the sidewall spacer 78a becomes a conductive film by being implanted with high-concentration impurity ions,
If left as it is, this may cause an electrical short between contacts in a later process, and therefore, the removal of the sidewall spacer 78a is an essential step. Thus, the source / drain regions 68 of the LDD structure formed facing the surface of the Si substrate 50
Then, a MOS transistor including a gate electrode 60 formed via a gate oxide film 54 on a channel region interposed between these two opposite source / drain regions 68 is formed (see FIG. 17).

【0018】次いで、例えばCVD法を用いて、基体全
面に、エッチングストッパ層としてのSiN膜70を堆
積した後、更にこのSiN膜70上に、層間絶縁膜72
を堆積する。続いて、リソグラフィ技術を用いて、層間
絶縁膜72、SiN膜70、及びSiO2 膜76を選択
的にエッチングし、ソース/ドレイン領域68の高濃度
不純物領域66を露出させるコンタクト窓80を形成す
る。
Next, an SiN film 70 as an etching stopper layer is deposited on the entire surface of the substrate using, for example, a CVD method, and further an interlayer insulating film 72 is formed on the SiN film 70.
Is deposited. Subsequently, the interlayer insulating film 72, the SiN film 70, and the SiO 2 film 76 are selectively etched by using a lithography technique to form a contact window 80 exposing the high-concentration impurity region 66 of the source / drain region 68. .

【0019】このとき、コンタクト窓80の加工精度を
補うために、SiO2 膜76と層間絶縁膜72との間に
エッチングストッパ層としてSiN膜70を介在させ
て、コンタクト窓80を開口するための層間絶縁膜72
の選択的なエッチングを一旦SiN膜70によって停止
させた後、露出したSiN膜70をエッチング除去し、
更に露出したSiO2 膜76をエッチング除去する方法
を採用する(図18参照)。
At this time, in order to supplement the processing accuracy of the contact window 80, an SiN film 70 as an etching stopper layer is interposed between the SiO 2 film 76 and the interlayer insulating film 72 to open the contact window 80. Interlayer insulating film 72
Is selectively stopped by the SiN film 70, and then the exposed SiN film 70 is removed by etching.
Further, a method of etching and removing the exposed SiO 2 film 76 is employed (see FIG. 18).

【0020】このように、上記従来のLDD構造のMO
Sトランジスタの別の製造方法においては、サイドウォ
ール・スペーサ78aの材質としてポリシリコン膜78
を用い、このポリシリコン膜78の下地にエッチングス
トッパ層としてSiO2 膜76を設けていることから、
図15に示されるように、基体全面に堆積したポリシリ
コン膜78の全面エッチバックを行ってゲート電極60
側壁にサイドウォール・スペーサ78aを形成する際
に、素子分離用のフィールド酸化膜52上にもエッチン
グストッパ層としてSiO2 膜76が形成されているた
め、フィールド酸化膜52自体がエッチングされて、薄
膜化されることはない。
As described above, the MO of the conventional LDD structure is used.
In another method of manufacturing the S transistor, a polysilicon film 78 is used as a material of the sidewall spacer 78a.
Since the SiO 2 film 76 is provided as an etching stopper layer under the polysilicon film 78,
As shown in FIG. 15, the polysilicon film 78 deposited on the entire surface of the base is etched back to form the gate electrode 60.
When the sidewall spacers 78a are formed on the side walls, since the SiO 2 film 76 is also formed as an etching stopper layer on the field oxide film 52 for element isolation, the field oxide film 52 itself is etched to form a thin film. Will not be converted.

【0021】このため、図16に示されるように、ゲー
ト電極60並びにその両側壁のSiO2 膜76及びサイ
ドウォール・スペーサ78aをマスクとしてSi基板5
0に高濃度の不純物イオンを注入する際に、周辺部のフ
ィールド酸化膜52を不純物イオンが突き抜ける現象は
抑制される。従って、周辺部のフィールド酸化膜52下
面にまで高濃度不純物領域66が侵出することは抑制さ
れ、フィールド酸化膜52の素子分離能力の低下を防止
することができる。
For this reason, as shown in FIG. 16, the Si substrate 5 is formed using the gate electrode 60, the SiO 2 film 76 and the sidewall spacers 78a on both side walls thereof as a mask.
When impurity ions having a high concentration are implanted to zero, the phenomenon that the impurity ions penetrate through the peripheral field oxide film 52 is suppressed. Therefore, the high-concentration impurity region 66 is prevented from escaping to the lower surface of the field oxide film 52 in the peripheral portion, and a decrease in the element isolation capability of the field oxide film 52 can be prevented.

【0022】また、MOSトランジスタを形成した後、
ソース/ドレイン領域68の高濃度不純物領域66を露
出させるコンタクト窓80を形成する際に、図18に示
されるように、層間絶縁膜72、エッチングストッパ層
としてのSiN膜70、及びSiO2 膜76を選択的に
エッチング除去しているが、このときゲート電極60側
壁にはサイドウォール・スペーサ78aが残存していな
いため、開口されるコンタクト窓80の底面積がスリッ
ト状に減少することもなくなり、結果的にコンタクト窓
80の加工精度を向上させることができる。
After forming the MOS transistor,
When forming a contact window 80 exposing the high concentration impurity region 66 of the source / drain region 68, as shown in FIG. 18, an interlayer insulating film 72, a SiN film 70 as an etching stopper layer, and a SiO 2 film 76 are formed. Is selectively removed by etching, but at this time, since the sidewall spacer 78a does not remain on the side wall of the gate electrode 60, the bottom area of the opened contact window 80 does not decrease in a slit shape. As a result, the processing accuracy of the contact window 80 can be improved.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポリシリコ
ン膜及びSiO2 膜をエッチングする際には、図19及
び図20のグラフに示されるように、ポリシリコン膜及
びSiO2 膜への不純物イオン注入の有無、注入された
不純物イオンの種類(Asイオン、BF2 イオン等)、
不純物イオンのドーズ量(Dosage)、不純物イオンの注
入エネルギー等により、ポリシリコン膜及びSiO2
のエッチング速度(Etch Rate )が変化する。また、こ
のため、図19及び図20のグラフに示されるように、
例えばフッ素系のエッチャントを用いて、ポリシリコン
膜及びSiO2 膜をエッチングする際には、ポリシリコ
ン膜のエッチング速度とSiO2 膜のエッチング速度と
比、即ちエッチング選択比(Etch Selectivity)も変化
する。
When the polysilicon film and the SiO 2 film are etched, impurity ions are implanted into the polysilicon film and the SiO 2 film as shown in the graphs of FIGS. Presence, type of implanted impurity ions (As ion, BF 2 ion, etc.),
The etching rate (Etch Rate) of the polysilicon film and the SiO 2 film changes depending on the dose of the impurity ions (Dosage), the implantation energy of the impurity ions, and the like. For this reason, as shown in the graphs of FIGS. 19 and 20,
For example, when etching the polysilicon film and the SiO 2 film using a fluorine-based etchant, the ratio between the etching speed of the polysilicon film and the etching speed of the SiO 2 film, that is, the etching selectivity (Etch Selectivity) also changes. .

【0024】なお、図19及び図20のグラフにおいて
は、不純物イオンのドーズ量や不純物イオンの注入エネ
ルギーが増大すれば、ポリシリコン膜及びSiO2 膜の
エッチング速度はそれぞれ増大する傾向にあり、ポリシ
リコン膜とSiO2 膜とのエッチング選択比はほぼ低下
する傾向にある。後者については、高濃度、高エネルギ
ーの不純物イオン注入により、SiO2 膜に多くの欠陥
が発生するため、ポリシリコン膜と比較して、そのエッ
チング速度の増大する度合いが相対的に大きくなる効果
によると考えられる。
In the graphs of FIGS. 19 and 20, when the dose of impurity ions and the energy for implanting impurity ions increase, the etching rates of the polysilicon film and the SiO 2 film tend to increase, respectively. The etching selectivity between the silicon film and the SiO 2 film tends to decrease substantially. Regarding the latter, since many defects are generated in the SiO 2 film by the high concentration and high energy impurity ion implantation, the degree of increase in the etching rate is relatively large compared to the polysilicon film. it is conceivable that.

【0025】そして、こうした不純物イオン注入条件に
よるポリシリコン膜とSiO2 膜とのエッチング選択比
の変動により、上記従来のLDD構造のMOSトランジ
スタの別の製造方法においては、SiO2 膜76をエッ
チングストッパ層としてゲート電極60側壁のサイドウ
ォール・スペーサ78aを等方性エッチングにより除去
する際に、サイドウォール・スペーサ78aのエッチン
グ除去を安定して行うことが困難になるという問題が生
じた。
In another method of manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure, the SiO 2 film 76 is etched by an etching stopper due to the change in the etching selectivity between the polysilicon film and the SiO 2 film due to the impurity ion implantation conditions. When the sidewall spacers 78a on the side walls of the gate electrode 60 are removed by isotropic etching as a layer, there is a problem that it is difficult to stably remove the sidewall spacers 78a by etching.

【0026】即ち、上記図16に示されるように、LD
D構造のソース/ドレイン領域68の高濃度不純物領域
66を形成する際、既にゲート電極60側壁のサイドウ
ォール・スペーサ78a及び下地のSiO2 膜76に対
して高濃度の不純物イオンが注入されている。このた
め、LSI(大規模集積回路)を構成する各種のMOS
トランジスタにおいては、サイドウォール・スペーサ7
8a及び下地のSiO2膜76に対する不純物イオン注
入の状態が異なる場合が生じている。
That is, as shown in FIG.
When forming the high-concentration impurity regions 66 of the source / drain regions 68 having the D structure, high-concentration impurity ions have already been implanted into the sidewall spacers 78a on the side walls of the gate electrode 60 and the underlying SiO 2 film 76. . For this reason, various types of MOSs constituting an LSI (Large Scale Integrated Circuit)
In the transistor, the sidewall spacer 7
In some cases, the impurity ion implantation states for the SiO 2 film 8a and the underlying SiO 2 film 76 are different.

【0027】例えば、図21(a)に示されるように、
DRAM(Dynamic Random AccessMemory)のメモリセ
ルトランジスタを構成するMOSトランジスタにおいて
は、ゲート電極60を挟むSi基板50表面にn- 型低
濃度不純物領域62aが形成される一方、n+ 型高濃度
不純物領域は形成されていないため、そのゲート電極6
0側壁のサイドウォール・スペーサ78a及び下地のS
iO2 膜76には何らの不純物イオンも注入されていな
い。また、例えば図21(b)に示されるように、ロジ
ックトランジスタを構成するNチャネルMOSトランジ
スタにおいては、ゲート電極60を挟むSi基板50表
面にn- 型低濃度不純物領域62aと共にn+ 型高濃度
不純物領域66aが形成され、そのゲート電極60側壁
のサイドウォール・スペーサ78a及び下地のSiO2
膜76にはn型の不純物イオンが高濃度に注入されてい
る。また、例えば図21(c)に示されるように、ロジ
ックトランジスタを構成するPチャネルMOSトランジ
スタにおいては、ゲート電極60を挟むSi基板50表
面にp- 型低濃度不純物領域62bと共にp+ 型高濃度
不純物領域66bが形成され、そのゲート電極60側壁
のサイドウォール・スペーサ78a及び下地のSiO2
膜76にはp型の不純物イオンが高濃度に注入されてい
る。
For example, as shown in FIG.
In a MOS transistor constituting a memory cell transistor of a DRAM (Dynamic Random Access Memory), an n -type low-concentration impurity region 62 a is formed on the surface of the Si substrate 50 sandwiching the gate electrode 60, while an n + -type high-concentration impurity region is Since the gate electrode 6 is not formed,
0 side wall spacer 78a and underlying S
No impurity ions have been implanted into the iO 2 film 76. Further, as shown in FIG. 21 (b), in the N-channel MOS transistor constituting a logic transistor, n the Si substrate 50 surface which sandwich the gate electrode 60 - n + -type highly-doped with type low-concentration impurity regions 62a An impurity region 66a is formed, and a sidewall spacer 78a on the side wall of the gate electrode 60 and an underlying SiO 2
N-type impurity ions are implanted into the film 76 at a high concentration. Further, as shown in FIG. 21 (c), in the P-channel MOS transistor constituting a logic transistor, p the Si substrate 50 surface which sandwich the gate electrode 60 - p + -type highly-doped with type low-concentration impurity regions 62b An impurity region 66b is formed, and a sidewall spacer 78a on the side wall of the gate electrode 60 and an underlying SiO 2
A high concentration of p-type impurity ions is implanted into the film 76.

【0028】それ故、図21(a)〜(c)に示される
各種のMOSトランジスタのゲート電極60側壁のサイ
ドウォール・スペーサ78aを等方性エッチングにより
除去する際に、図21(a)の不純物イオンが注入され
ていないサイドウォール・スペーサ78aのエッチング
速度は、図21(b)、(c)のn型又はp型の不純物
イオンが高濃度に注入されているサイドウォール・スペ
ーサ78aのエッチング速度よりも小さくなる。また、
図21(b)、(c)のn型又はp型の不純物イオンが
高濃度に注入されているサイドウォール・スペーサ78
aと下地のSiO2 膜76とのエッチング選択比は、図
21(a)の不純物イオンが注入されていないサイドウ
ォール・スペーサ78aと下地のSiO2 膜76とのエ
ッチング選択比よりも小さくなる。
Therefore, when the side wall spacer 78a on the side wall of the gate electrode 60 of each of the MOS transistors shown in FIGS. 21A to 21C is removed by isotropic etching, FIG. The etching rate of the sidewall spacer 78a into which the impurity ions have not been implanted is the etching rate of the sidewall spacer 78a into which the n-type or p-type impurity ions are implanted at a high concentration as shown in FIGS. Be less than the speed. Also,
21B and 21C, sidewall spacers 78 into which n-type or p-type impurity ions are implanted at a high concentration.
The etching selectivity between a and the underlying SiO 2 film 76 is smaller than the etching selectivity between the sidewall spacer 78a into which the impurity ions are not implanted and the underlying SiO 2 film 76 in FIG.

【0029】このため、等方性エッチング条件を図21
(b)、(c)のサイドウォール・スペーサ78aの除
去に対して最適な条件に設定すると、図21(a)に示
されるように、不純物イオンが注入されていないサイド
ウォール・スペーサ78aが完全に除去されず、ゲート
電極60側壁に残存する状態になる。
For this reason, the isotropic etching conditions were changed as shown in FIG.
If the optimum conditions are set for the removal of the sidewall spacers 78a in (b) and (c), as shown in FIG. 21 (a), the sidewall spacers 78a into which impurity ions have not been implanted are completely removed. And remains on the side wall of the gate electrode 60.

【0030】また、逆に、図21(a)の不純物イオン
が注入されていないサイドウォール・スペーサ78aが
完全に除去されるように等方性エッチング条件を設定す
ると、図21(b)、(c)のサイドウォール・スペー
サ78aはオーバーエッチングされる。そして、その際
にサイドウォール・スペーサ78aとのエッチング選択
比の小さくなった下地のSiO2 膜76までもが必要以
上に削られて、図21(b)、(c)にそれぞれ示され
るようにSiO2 膜76の膜厚はそれぞれt2、t3に
なるまで薄くなる。このため、局所的にはSiO2 膜7
6がなくなり、ソース/ドレイン領域68の高濃度不純
物領域66が露出する事態も生じる。そして、この露出
したSi基板50表面がポリシリコン膜78からなるサ
イドウォール・スペーサ78aに対する等方性エッチン
グによってエッチングされ、図21(b)、(c)にそ
れぞれ示すような溝82a、82bが掘られる恐れが生
じる。
Conversely, if the isotropic etching conditions are set so that the sidewall spacers 78a into which the impurity ions of FIG. 21A are not implanted are completely removed, FIGS. c) The sidewall spacer 78a is over-etched. At this time, even the underlying SiO 2 film 76 whose etching selectivity with respect to the sidewall spacer 78a has become small is cut off more than necessary, as shown in FIGS. 21 (b) and 21 (c). The thickness of the SiO 2 film 76 is reduced to t2 and t3, respectively. Therefore, locally the SiO 2 film 7
6, the high concentration impurity region 66 of the source / drain region 68 is exposed. Then, the exposed surface of the Si substrate 50 is etched by isotropic etching of the sidewall spacer 78a made of the polysilicon film 78, and trenches 82a and 82b as shown in FIGS. May occur.

【0031】なお、このサイドウォール・スペーサ78
aのオーバーエッチングの際に下地のSiO2 膜76が
削られて局所的にSi基板50表面のn+ 型高濃度不純
物領域66a又はp+ 型高濃度不純物領域66bが露出
することを防止するために、例えば下地のSiO2 膜7
6を十分に厚膜化することが考えられる。しかし、その
場合には、下地のSiO2 膜76を厚膜化すればするほ
ど、今度はn+ 型高濃度不純物領域66a又はp+ 型高
濃度不純物領域66bを形成するための不純物イオン注
入の際のドーズ量や注入エネルギーを増大させる必要が
生じるために、MOSトランジスタの短チャネル効果を
招いたり、素子分離特性を劣化させたりする等のトラン
ジスタ特性に悪影響を及ぼす危険性が生じる。
The side wall spacer 78
In order to prevent the underlying SiO 2 film 76 from being shaved during the overetching of a, and locally exposing the n + -type high concentration impurity region 66a or the p + -type high concentration impurity region 66b on the surface of the Si substrate 50. Then, for example, an underlying SiO 2 film 7
6 may be made sufficiently thick. However, in this case, the thicker the underlying SiO 2 film 76 is, the more the impurity ion implantation for forming the n + -type high concentration impurity region 66a or the p + -type high concentration impurity region 66b is performed. In such a case, it is necessary to increase the dose amount and the implantation energy, which may cause a short-channel effect of the MOS transistor or deteriorate the element isolation characteristics, which may adversely affect the transistor characteristics.

【0032】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、ゲート電極側壁のサイドウォール・ス
ペーサを用いてLDD構造の電界効果トランジスタを作
製する半導体装置の製造方法において、不要となったポ
リシリコン膜からなるサイドウォール・スペーサを除去
する際に、不純物イオンの注入の有無等によるエッチン
グ速度や下地のシリコン酸化膜とのエッチング選択比の
変動に起因するサイドウォール・スペーサの残存やソー
ス/ドレイン領域への溝の形成を招くことなく、良好な
トランジスタ特性を有する電界効果トランジスタを作製
することが可能になる半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and is not needed in a method of manufacturing a semiconductor device for manufacturing a field effect transistor having an LDD structure by using a sidewall spacer on a side wall of a gate electrode. When removing the side wall spacers made of the polysilicon film, the remaining of the side wall spacers and the source due to the change of the etching rate due to the presence or absence of impurity ions and the etching selectivity with the underlying silicon oxide film are removed. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can manufacture a field-effect transistor having good transistor characteristics without causing formation of a groove in a drain / drain region.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る半導体装置の製造方法により達成される。即
ち、請求項1に係る半導体装置の製造方法は、半導体基
板上に第1の絶縁膜を介して形成したゲート電極をマス
クとして、半導体基板に第1の不純物イオンを注入する
第1の工程と、基体全面に第2の絶縁膜を堆積する第2
の工程と、この第2の絶縁膜上に所定の不純物がドーピ
ングされたポリシリコン膜を堆積した後、このポリシリ
コン膜をエッチバックして、ゲート電極側壁に第2の絶
縁膜を介してポリシリコン膜からなるサイドウォール・
スペーサを形成する第3の工程と、これらゲート電極及
びサイドウォール・スペーサをマスクとして、半導体基
板に第2の不純物イオンを注入する第4の工程と、第2
の絶縁膜をエッチングストッパ層として、サイドウォー
ル・スペーサを選択的にエッチング除去する第5の工程
と、を有することを特徴とする。
The above object is achieved by the following method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. That is, a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 includes a first step of implanting a first impurity ion into a semiconductor substrate using a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a first insulating film as a mask. A second insulating film is deposited on the entire surface of the substrate.
After depositing a polysilicon film doped with a predetermined impurity on the second insulating film, the polysilicon film is etched back, and the polysilicon film is formed on the side wall of the gate electrode via the second insulating film. Side wall made of silicon film
A third step of forming a spacer, a fourth step of implanting a second impurity ion into the semiconductor substrate using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask,
A fifth step of selectively removing the sidewall spacers by etching using the insulating film as an etching stopper layer.

【0034】このように請求項1に係る半導体装置の製
造方法においては、所定の不純物がドーピングされたポ
リシリコン膜からなるサイドウォール・スペーサをゲー
ト電極側壁に第2の絶縁膜を介して形成することによ
り、LDD構造のソース/ドレイン領域の高濃度不純物
領域を形成するための高濃度の不純物イオンを注入する
際に、何らの不純物イオンも注入されなかったサイドウ
ォール・スペーサであっても、n型又はp型の不純物イ
オンが高濃度に注入されたサイドウォール・スペーサで
あっても、これら全てのサイドウォール・スペーサには
予め所定の不純物がドーピングされていることから、サ
イドウォール・スペーサのエッチング速度は全体として
大きくなり、且つこれら複数のサイドウォール・スペー
サ間におけるエッチング速度の差は小さくなる。このた
めに、サイドウォール・スペーサをエッチング除去する
際に、所定の等方性エッチング条件によって全てのサイ
ドウォール・スペーサがほぼ均一に除去され、特定のサ
イドウォール・スペーサ、例えば何らの不純物イオンも
注入されなかったサイドウォール・スペーサにおいて
も、サイドウォール・スペーサのエッチング残りがゲー
ト電極側壁に残存することはなくなる。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the sidewall spacer made of the polysilicon film doped with the predetermined impurity is formed on the side wall of the gate electrode via the second insulating film. Thus, when implanting high-concentration impurity ions for forming the high-concentration impurity regions of the source / drain regions of the LDD structure, even if the sidewall spacer is not implanted with any impurity ions, n Even if the sidewall spacers are heavily implanted with impurity ions of p-type or p-type, all of these sidewall spacers are pre-doped with a predetermined impurity. The speed is generally higher and the etch between these sidewall spacers is The difference between the grayed speed is reduced. For this reason, when the sidewall spacers are removed by etching, all the sidewall spacers are almost uniformly removed under predetermined isotropic etching conditions, and specific sidewall spacers, for example, any impurity ions are implanted. Even in the sidewall spacers which have not been etched, the etching residue of the sidewall spacers does not remain on the side walls of the gate electrode.

【0035】また、サイドウォール・スペーサと下地の
第2の絶縁膜とのエッチング選択比も全体として大きく
なり、且つこれら複数のサイドウォール・スペーサ間に
おけるエッチング選択比の差は小さくなるため、サイド
ウォール・スペーサをエッチング除去する際に、下地の
第2の絶縁膜が必要以上に削られることはなくなり、局
所的に第2の絶縁膜がなくなってLDD構造のソース/
ドレイン領域の高濃度不純物領域が露出しその露出した
部分がサイドウォール・スペーサに対する等方性エッチ
ングによってエッチングされて溝が掘られるといった事
態の発生も防止される。
Further, the etching selectivity between the sidewall spacer and the underlying second insulating film is increased as a whole, and the difference in etching selectivity between the plurality of sidewall spacers is reduced. When the spacer is removed by etching, the underlying second insulating film will not be cut off more than necessary, and the second insulating film will be locally lost and the source / source of the LDD structure will be removed.
It is also possible to prevent a situation in which the high-concentration impurity region of the drain region is exposed, and the exposed portion is etched by isotropic etching of the sidewall spacer, thereby forming a trench.

【0036】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を介して形成したゲ
ート電極をマスクとして、半導体基板に第1の不純物イ
オンを注入する第1の工程と、基体全面に第2の絶縁膜
を堆積する第2の工程と、この第2の絶縁膜上に所定の
不純物がドーピングされたアモルファスシリコン膜を堆
積した後、このアモルファスシリコン膜をエッチバック
して、ゲート電極側壁に第2の絶縁膜を介してアモルフ
ァスシリコン膜からなるサイドウォール・スペーサを形
成する第3の工程と、これらゲート電極及びサイドウォ
ール・スペーサをマスクとして、半導体基板に第2の不
純物イオンを注入する第4の工程と、第2の絶縁膜をエ
ッチングストッパ層として、サイドウォール・スペーサ
を選択的にエッチング除去する第5の工程と、を有する
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a first impurity ion is implanted into a semiconductor substrate using a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a first insulating film as a mask. And a second step of depositing a second insulating film over the entire surface of the substrate. After depositing an amorphous silicon film doped with a predetermined impurity on the second insulating film, the amorphous silicon film is etched. Backing and forming a side wall spacer made of an amorphous silicon film on the side wall of the gate electrode with a second insulating film interposed therebetween, and forming a third step on the semiconductor substrate using the gate electrode and the side wall spacer as a mask. A fourth step of implanting the second impurity ions, and selectively etching the sidewall spacers using the second insulating film as an etching stopper layer. And having a fifth step of grayed removed, the.

【0037】このように請求項2に係る半導体装置の製
造方法においては、予め所定の不純物がドーピングされ
たアモルファスシリコン膜からなるサイドウォール・ス
ペーサをゲート電極側壁に第2の絶縁膜を介して形成す
ることにより、即ち上記請求項1に係る半導体装置の製
造方法においてサイドウォール・スペーサの材質として
用いる所定の不純物がドーピングされたポリシリコン膜
の代わりに、所定の不純物がドーピングされたアモルフ
ァスシリコン膜をサイドウォール・スペーサの材質とし
て用いることにより、上記請求項1に係る半導体装置の
製造方法の場合と同様の作用を奏する。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, the sidewall spacer made of the amorphous silicon film doped with a predetermined impurity is formed on the gate electrode side wall via the second insulating film. That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, an amorphous silicon film doped with a predetermined impurity is used instead of the polysilicon film doped with a predetermined impurity used as a material of the sidewall spacer. By using the material as a material for the sidewall spacer, the same operation as in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect is achieved.

【0038】また、請求項3に係る半導体装置の製造方
法は、上記請求項1又は2に係る半導体装置の製造方法
において、前記第4の工程の後、即ちゲート電極及びサ
イドウォール・スペーサをマスクとして半導体基板に第
2の不純物イオンを注入した後、前記第5の工程の前、
即ち第2の絶縁膜をエッチングストッパ層としてサイド
ウォール・スペーサをエッチング除去する前に、アニー
ル処理を行う工程を有する構成とすることにより、第2
の不純物イオンの注入によってサイドウォール・スペー
サの下地をなす第2の絶縁膜に発生した欠陥が回復し、
第2の絶縁膜のエッチング速度がより小さくなることか
ら、サイドウォール・スペーサと下地の第2の絶縁膜と
のエッチング選択比が全体として更に大きくなる。この
ため、サイドウォール・スペーサをエッチング除去する
際にエッチングストッパ層として機能する下地の第2の
絶縁膜が必要以上に削られて局所的に第2の絶縁膜がな
くなりLDD構造のソース/ドレイン領域の高濃度不純
物領域が露出することに対するマージンが大きくなり、
その露出した部分がサイドウォール・スペーサに対する
等方性エッチングによりエッチングされて溝が掘られる
といった事態の発生はより有効に防止される。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect, after the fourth step, that is, by masking the gate electrode and the sidewall spacer. After the second impurity ions are implanted into the semiconductor substrate before the fifth step,
That is to say, before the sidewall spacers are removed by etching using the second insulating film as an etching stopper layer, a step of performing an annealing process is provided.
The defects generated in the second insulating film underlying the sidewall spacers by the implantation of the impurity ions are recovered,
Since the etching rate of the second insulating film is lower, the etching selectivity between the sidewall spacer and the underlying second insulating film is further increased as a whole. Therefore, when the sidewall spacers are removed by etching, the underlying second insulating film functioning as an etching stopper layer is cut off more than necessary, and the second insulating film is locally lost and the source / drain region having the LDD structure is formed. The margin for exposing the high-concentration impurity region of
The occurrence of such a situation that the exposed portion is etched by isotropic etching with respect to the sidewall spacer and a trench is dug is prevented more effectively.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 (第1の実施形態)図1〜図5はそれぞれ本発明の第1
の実施形態に係るLDD構造のMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程断面図である。なお、各工
程断面図において、左側にはMOSトランジスタを形成
するトランジスタ部を示し、右側にはこのトランジスタ
部を絶縁分離するフィールド部を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described. (First Embodiment) FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process cross-sectional view for describing the method for manufacturing the MOS transistor having the LDD structure according to the embodiment. In each of the cross-sectional views, a transistor portion for forming a MOS transistor is shown on the left side, and a field portion for insulating the transistor portion is shown on the right side.

【0040】半導体基板としてのSi基板10のフィー
ルド部に、例えばLOCOS法を用いて、素子分離用の
フィールド酸化膜12を形成した後、このフィールド酸
化膜12に周囲を囲まれたトランジスタ部のSi基板1
0上に、ゲート酸化膜14を介して、ポリシリコン層1
6及びシリサイド層18が順に積層されたゲート電極2
0を形成する。そして、このゲート電極20をマスクと
する低濃度の不純物イオンの注入により、Si基板10
表面に低濃度不純物領域22を形成する。
After a field oxide film 12 for element isolation is formed in a field portion of a Si substrate 10 as a semiconductor substrate by using, for example, the LOCOS method, the Si portion of a transistor portion surrounded by the field oxide film 12 is formed. Substrate 1
On the polysilicon layer 1 via the gate oxide film 14.
Gate electrode 2 in which silicon layer 6 and silicide layer 18 are sequentially stacked
0 is formed. Then, by implanting low-concentration impurity ions using the gate electrode 20 as a mask, the Si substrate 10 is implanted.
A low concentration impurity region 22 is formed on the surface.

【0041】続いて、例えばCVD法を用いて、基体全
面に膜厚20〜50nmのエッチングストッパ層として
SiO2 膜24を堆積する。その後、例えばCVD法を
用いて、このSiO2 膜24上に、例えばP(Phosphor
us;リン)が高濃度にドープされたポリシリコン膜(以
下、このポリシリコン膜を「P−DPS(Phosphorus-D
oped Polysilicon)膜」という)26を十分な膜厚に堆
積する。なお、このP−DPS膜26中のP濃度は例え
ば2wt.%程度とする(図1参照)。
Subsequently, a SiO 2 film 24 as an etching stopper layer having a thickness of 20 to 50 nm is deposited on the entire surface of the substrate by using, for example, a CVD method. Thereafter, for example, P (Phosphor) is formed on this SiO 2 film 24 by using, for example, a CVD method.
us: phosphorus (hereinafter referred to as “P-DPS (Phosphorus-D)”).
oped Polysilicon film) is deposited to a sufficient thickness. The P concentration in the P-DPS film 26 is, for example, 2 wt. % (See FIG. 1).

【0042】次いで、このP−DPS膜26の全面エッ
チバックを行い、ゲート電極20側壁のみにSiO2
24を介してP−DPS膜26を残存させる。なお、こ
のP−DPS膜26の全面エッチバックの際に、SiO
2 膜24はエッチングストッパ層として機能する。こう
して、ゲート電極20側壁にSiO2 膜24を介してP
−DPS26膜からなるサイドウォール・スペーサ26
aを形成する(図2参照)。
Next, the entire surface of the P-DPS film 26 is etched back to leave the P-DPS film 26 only on the side wall of the gate electrode 20 via the SiO 2 film 24. Note that when the entire surface of the P-DPS film 26 is etched back, SiO
The two films 24 function as an etching stopper layer. Thus, P via the SiO 2 film 24 on the gate electrode 20 side wall
-Sidewall spacer 26 made of DPS26 film
a is formed (see FIG. 2).

【0043】次いで、ゲート電極20並びにその両側壁
のSiO2 膜24及びサイドウォール・スペーサ26a
をマスクとして、図中に矢印で表すように、Si基板1
0に高濃度の不純物イオンを注入して、Si基板10表
面に低抵抗の高濃度不純物領域28を形成する。そし
て、この高濃度不純物領域28と先に形成した低濃度不
純物領域22とからLDD構造のソース/ドレイン領域
30を構成する(図3参照)。
Next, the gate electrode 20, the SiO 2 film 24 on both side walls thereof, and the side wall spacers 26a are formed.
Is used as a mask, as shown by arrows in the figure,
A high-concentration impurity ion 28 is implanted into the substrate 10 to form a low-resistance high-concentration impurity region 28 on the surface of the Si substrate 10. Then, the high concentration impurity region 28 and the previously formed low concentration impurity region 22 constitute a source / drain region 30 having an LDD structure (see FIG. 3).

【0044】次いで、等方性エッチングにより、ゲート
電極20側壁のサイドウォール・スペーサ26aを除去
する。このときも、下地のSiO2 膜24はP−DPS
26膜からなるサイドウォール・スペーサ26aの等方
性エッチングに対するエッチングストッパ層として機能
する。こうして、Si基板10表面に相対して形成され
たLDD構造のソース/ドレイン領域30と、これら相
対する2つのソース/ドレイン領域30に挟まれたチャ
ネル領域上にゲート酸化膜14を介して形成されたゲー
ト電極20とから構成されるMOSトランジスタを形成
する(図4参照)。
Next, the sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 is removed by isotropic etching. Also at this time, the underlying SiO 2 film 24 is made of P-DPS.
It functions as an etching stopper layer for isotropic etching of the sidewall spacer 26a made of the 26 film. Thus, the source / drain region 30 having the LDD structure formed opposite to the surface of the Si substrate 10 and the channel region sandwiched between the two opposite source / drain regions 30 are formed via the gate oxide film 14. Then, a MOS transistor including the gate electrode 20 is formed (see FIG. 4).

【0045】次いで、例えばCVD法を用いて、基体全
面に、エッチングストッパ層としてのSiN膜32を堆
積した後、更にこのSiN膜32上に、層間絶縁膜34
を堆積する。続いて、リソグラフィ技術を用いて、層間
絶縁膜34、エッチングストッパ層としてのSiN膜3
2、及びSiO2 膜24を選択的にエッチングし、ソー
ス/ドレイン領域30の高濃度不純物領域28を露出さ
せるコンタクト窓36を形成する。即ち、コンタクト窓
36を開口するための層間絶縁膜34の選択的なエッチ
ングを一旦SiN膜32によって停止させた後、露出し
たSiN膜32を選択的にエッチング除去し、更に露出
したSiO2 膜24を選択的にエッチング除去して、コ
ンタクト窓36を形成する(図5参照)。
Next, an SiN film 32 as an etching stopper layer is deposited on the entire surface of the substrate by using, for example, a CVD method, and further an interlayer insulating film 34 is formed on the SiN film 32.
Is deposited. Subsequently, using a lithography technique, an interlayer insulating film 34 and an SiN film 3 as an etching stopper layer are formed.
2 and the SiO 2 film 24 are selectively etched to form a contact window 36 exposing the high-concentration impurity region 28 of the source / drain region 30. That is, after the selective etching of the interlayer insulating film 34 for opening the contact window 36 is once stopped by the SiN film 32, the exposed SiN film 32 is selectively removed by etching, and the exposed SiO 2 film 24 is further removed. Is selectively removed by etching to form a contact window 36 (see FIG. 5).

【0046】このように本実施形態に係るLDD構造の
MOSトランジスタの製造方法によれば、ゲート電極2
0側壁にSiO2 膜24を介して濃度2wt.%程度の
PがドープされたP−DPS26膜からなるサイドウォ
ール・スペーサ26aを形成し、ゲート電極20並びに
その両側壁のSiO2 膜24及びサイドウォール・スペ
ーサ26aをマスクとしてSi基板10に高濃度の不純
物イオンを注入して、LDD構造のソース/ドレイン領
域30の高濃度不純物領域28を形成した後、等方性エ
ッチングによってゲート電極20側壁のサイドウォール
・スペーサ26aを除去することにより、ソース/ドレ
イン領域30の高濃度不純物領域28を形成するための
高濃度の不純物イオンを注入する工程において、例えば
DRAMのメモリセルトランジスタを構成するMOSト
ランジスタのゲート電極20側壁のサイドウォール・ス
ペーサ26aのように何らの不純物イオンも注入されて
いない場合や、ロジックトランジスタを構成するNチャ
ネルMOSトランジスタ又はPチャネルMOSトランジ
スタのゲート電極20側壁のサイドウォール・スペーサ
26aのようにn型又はp型の不純物イオンが高濃度に
注入されている場合であっても、これら全てのサイドウ
ォール・スペーサ26aには予めPが高濃度にドープさ
れていることから、こうしたMOSトランジスタの種類
によるサイドウォール・スペーサ26aへの不純物イオ
ン注入の有無、注入された不純物イオンの種類、不純物
イオンのドーズ量、不純物イオンの注入エネルギー等に
よることなく、サイドウォール・スペーサ26aのエッ
チング速度は全体として大きくなり、且つ各種のMOS
トランジスタのサイドウォール・スペーサ26a間にお
けるエッチング速度の差は小さくなる。このため、サイ
ドウォール・スペーサ26aをエッチング除去する際
に、そのエッチング時間を短縮することができると共
に、所定の等方性エッチング条件によって全てのサイド
ウォール・スペーサ26aをほぼ均一に除去して、特定
のサイドウォール・スペーサ26aのエッチング残りが
発生することを防止することができる。従って、このゲ
ート電極20側壁のサイドウォール・スペーサ26aの
エッチング残りが後のプロセスにおいてコンタクト間の
電気的ショートの原因となる危険性を解消して、良好な
トランジスタ特性を実現することができる。
As described above, according to the method of manufacturing the MOS transistor having the LDD structure according to the present embodiment, the gate electrode 2
0 through the SiO 2 film 24 at a concentration of 2 wt. % Of P-DPS 26 film doped with P is formed on the Si substrate 10 using the gate electrode 20, the SiO 2 film 24 and the sidewall spacer 26a on both side walls as masks. Is implanted to form the high-concentration impurity region 28 of the source / drain region 30 having the LDD structure, and then the side wall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 is removed by isotropic etching. In the step of implanting high-concentration impurity ions for forming the high-concentration impurity region 28 of the drain region 30, for example, as in the sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 of the MOS transistor constituting the memory cell transistor of the DRAM. If no impurity ions are implanted Or a case where n-type or p-type impurity ions are implanted at a high concentration like a sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 of an N-channel MOS transistor or a P-channel MOS transistor forming a logic transistor. However, since P is highly doped in all of the sidewall spacers 26a in advance, whether or not impurity ions are implanted into the sidewall spacers 26a depending on the type of the MOS transistor, and whether the implanted impurity ions The etching rate of the sidewall spacer 26a is increased as a whole regardless of the type, dose of impurity ions, implantation energy of impurity ions, etc.
The difference in the etching rate between the sidewall spacer 26a of the transistor becomes small. Therefore, when the sidewall spacers 26a are removed by etching, the etching time can be shortened, and all the sidewall spacers 26a can be substantially uniformly removed under a predetermined isotropic etching condition, so that the specific Can be prevented from being left unetched on the sidewall spacer 26a. Therefore, it is possible to eliminate the risk that the etching residue of the sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 may cause an electrical short between contacts in a later process, thereby realizing good transistor characteristics.

【0047】また、各種のMOSトランジスタのそれぞ
れのサイドウォール・スペーサ26aと下地のSiO2
膜24とのエッチング選択比も大きくなり、且つ各種の
MOSトランジスタのサイドウォール・スペーサ26a
間におけるエッチング選択比の差は小さくなるため、サ
イドウォール・スペーサ26aをエッチング除去する際
に下地のSiO2 膜24が必要以上に削られることが抑
制されることから、局所的にSiO2 膜24がなくなっ
てLDD構造のソース/ドレイン領域30の高濃度不純
物領域28が露出しその露出した部分がサイドウォール
・スペーサ26aに対する等方性エッチングによってエ
ッチングされて溝が掘られるといった事態の発生を防止
することができる。従って、良好なトランジスタ特性を
有するMOSトランジスタを作製することが可能にな
る。
Further, the respective sidewall spacers 26a of various MOS transistors and the underlying SiO 2
The etching selectivity with the film 24 is also increased, and the sidewall spacers 26a of various MOS transistors are formed.
To become smaller difference in etching selectivity between the sidewall spacers 26a since the SiO 2 film 24 underlying that is scraped more than necessary is suppressed in etching removal, locally SiO 2 film 24 And the high concentration impurity region 28 of the source / drain region 30 of the LDD structure is exposed, and the exposed portion is prevented from being etched by isotropic etching of the sidewall spacer 26a to form a trench. be able to. Therefore, a MOS transistor having favorable transistor characteristics can be manufactured.

【0048】(第2の実施形態)図6〜図9はそれぞれ
本発明の第2の実施形態に係るLDD構造のMOSトラ
ンジスタの製造方法を説明するための工程断面図であ
る。なお、各工程断面図において、左側にはMOSトラ
ンジスタを形成するトランジスタ部を示し、右側にはこ
のトランジスタ部を絶縁分離するフィールド部を示す。
また、上記図1〜図5に示されるMOSトランジスタの
構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。
(Second Embodiment) FIGS. 6 to 9 are process cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an MOS transistor having an LDD structure according to a second embodiment of the present invention. In each of the cross-sectional views, a transistor portion for forming a MOS transistor is shown on the left side, and a field portion for insulating the transistor portion is shown on the right side.
The same components as those of the MOS transistor shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0049】上記第1の実施形態における図1〜図3に
示す工程と同様にして、半導体基板としてのSi基板1
0のフィールド部に素子分離用のフィールド酸化膜12
を形成し、このフィールド酸化膜12に周囲を囲まれた
トランジスタ部のSi基板10上にゲート酸化膜14を
介してポリシリコン層16及びシリサイド層18が順に
積層されたゲート電極20を形成し、このゲート電極2
0をマスクとする低濃度の不純物イオンの注入によりS
i基板10表面に低濃度不純物領域22を形成し、基体
全面にエッチングストッパ層としてSiO2 膜24を堆
積し、ゲート電極20側壁にSiO2 膜24を介してP
−DPS26膜からなるサイドウォール・スペーサ26
aを形成し、ゲート電極20並びにその両側壁のSiO
2 膜24及びサイドウォール・スペーサ26aをマスク
として、図中に矢印で表すように、Si基板10に高濃
度の不純物イオンを注入し、Si基板10表面に低抵抗
の高濃度不純物領域28を形成して、この高濃度不純物
領域28と先に形成した低濃度不純物領域22とからL
DD構造のソース/ドレイン領域30を構成する(図6
参照)。
In the same manner as in the steps shown in FIGS. 1 to 3 in the first embodiment, the Si substrate 1
Field oxide film 12 for element isolation in the field portion of 0
To form a gate electrode 20 in which a polysilicon layer 16 and a silicide layer 18 are sequentially stacked on a Si substrate 10 of a transistor portion surrounded by the field oxide film 12 with a gate oxide film 14 interposed therebetween. This gate electrode 2
0 as a mask to implant S at a low concentration
A low-concentration impurity region 22 is formed on the surface of the i-substrate 10, an SiO 2 film 24 is deposited as an etching stopper layer on the entire surface of the substrate, and a P 2 film is formed on the side wall of the gate electrode 20 via the SiO 2 film 24.
-Sidewall spacer 26 made of DPS26 film
is formed, and the gate electrode 20 and SiO on both side walls thereof are formed.
Using the two films 24 and the sidewall spacers 26a as masks, high-concentration impurity ions are implanted into the Si substrate 10 as shown by arrows in the figure to form low-resistance high-concentration impurity regions 28 on the surface of the Si substrate 10. The high concentration impurity region 28 and the low concentration impurity region 22 previously formed
A source / drain region 30 having a DD structure is formed (FIG. 6).
reference).

【0050】次いで、N2 (窒素)雰囲気中において、
温度800℃、時間10〜30分のアニール処理を行
う。こうして、前段の工程においてソース/ドレイン領
域30の高濃度不純物領域28を形成するために高濃度
の不純物イオンを注入した際にSiO2 膜24中に発生
した欠陥を回復し、SiO2 膜24のエッチング速度を
小さくする(図7参照)。
Next, in an N 2 (nitrogen) atmosphere,
Annealing is performed at a temperature of 800 ° C. for a time of 10 to 30 minutes. Thus, to recover the defects that occur during the SiO 2 film 24 when the injected high-concentration impurity ions for forming a high-concentration impurity region 28 of the source / drain regions 30 in the preceding step, the SiO 2 film 24 Decrease the etching rate (see FIG. 7).

【0051】次いで、上記第1の実施形態における図4
に示す工程と同様にして、等方性エッチングにより、ゲ
ート電極20側壁のサイドウォール・スペーサ26aを
除去する。このときも、SiO2 膜24はP−DPS2
6膜からなるサイドウォール・スペーサ26aの等方性
エッチングに対するエッチングストッパ層として機能す
るが、このSiO2 膜24は前段のアニール工程におい
て高濃度不純物イオン注入の際に発生した欠陥を回復し
て、そのエッチング速度が小さくなっているため、サイ
ドウォール・スペーサ26aとSiO2 膜24とのエッ
チング選択比は上記第1の実施形態の場合よりも大きく
なり、サイドウォール・スペーサ26aの等方性エッチ
ングに対するエッチングストッパ層としての機能は、上
記第1の実施形態の場合よりも有効に発揮される。こう
して、Si基板10表面に相対して形成されたLDD構
造のソース/ドレイン領域30と、これら相対する2つ
のソース/ドレイン領域30に挟まれたチャネル領域上
にゲート酸化膜14を介して形成されたゲート電極20
とから構成されるMOSトランジスタを形成する(図8
参照)。
Next, FIG. 4 in the first embodiment will be described.
The sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 is removed by isotropic etching in the same manner as shown in FIG. Also at this time, the SiO 2 film 24 is made of P-DPS2.
Although the SiO 2 film 24 functions as an etching stopper layer for isotropic etching of the side wall spacers 26a made of six films, the SiO 2 film 24 recovers defects generated during high-concentration impurity ion implantation in the preceding annealing step, Since the etching rate is reduced, the etching selectivity between the sidewall spacer 26a and the SiO 2 film 24 becomes larger than that in the first embodiment, and the etching selectivity of the sidewall spacer 26a with respect to the isotropic etching is reduced. The function as an etching stopper layer is exhibited more effectively than in the case of the first embodiment. Thus, the source / drain region 30 having the LDD structure formed opposite to the surface of the Si substrate 10 and the channel region sandwiched between the two opposite source / drain regions 30 are formed via the gate oxide film 14. Gate electrode 20
(FIG. 8)
reference).

【0052】次いで、上記第1の実施形態における図5
に示す工程と同様にして、基体全面にエッチングストッ
パ層としてのSiN膜32を堆積し、このSiN膜32
上に層間絶縁膜34を堆積した後、層間絶縁膜34、S
iN膜32、及びSiO2 膜24を選択的にエッチング
して、ソース/ドレイン領域30の高濃度不純物領域2
8を露出させるコンタクト窓36を形成する(図9参
照)。
Next, FIG. 5 in the first embodiment will be described.
A SiN film 32 as an etching stopper layer is deposited on the entire surface of the substrate in the same manner as shown in FIG.
After depositing an interlayer insulating film 34 thereon, the interlayer insulating film 34, S
The iN film 32 and the SiO 2 film 24 are selectively etched to form the high-concentration impurity regions 2 in the source / drain regions 30.
A contact window 36 for exposing 8 is formed (see FIG. 9).

【0053】このように本実施形態に係るLDD構造の
MOSトランジスタの製造方法によれば、ゲート電極2
0並びにその両側壁のSiO2 膜24及びサイドウォー
ル・スペーサ26aをマスクとしてSi基板10に高濃
度の不純物イオンを注入し、Si基板10表面に低抵抗
の高濃度不純物領域28を形成した後、等方性エッチン
グによりゲート電極20側壁のサイドウォール・スペー
サ26aを除去する前に、N2 雰囲気中におけるアニー
ル処理を行うことにより、高濃度の不純物イオンの注入
によってサイドウォール・スペーサ26aの下地をなす
SiO2 膜24に発生していた欠陥が回復して、このS
iO2 膜24のエッチング速度がより小さくなることか
ら、各種のMOSトランジスタのそれぞれのサイドウォ
ール・スペーサ26aと下地のSiO2 膜24とのエッ
チング選択比が上記第1の実施形態の場合よりも更に大
きくなるため、サイドウォール・スペーサ26aをエッ
チング除去する際に下地のSiO2 膜24が必要以上に
削られることをより効果的に抑制して、SiO2 膜24
が局所的になくなりソース/ドレイン領域30の高濃度
不純物領域28が露出することに対するマージンを更に
大きくし、その露出した部分がサイドウォール・スペー
サ26aに対する等方性エッチングによりエッチングさ
れて溝が掘られるといった事態の発生をより有効に防止
することができる。従って、良好なトランジスタ特性を
有するMOSトランジスタを作製することが可能にな
る。
As described above, according to the method of manufacturing the MOS transistor having the LDD structure according to the present embodiment, the gate electrode 2
0 and implanting high-concentration impurity ions of the Si substrate 10 of the SiO 2 film 24 and the side wall spacers 26a of the side walls as a mask to form high concentration impurity regions 28 of low resistance Si substrate 10 surface, Before the sidewall spacer 26a on the side wall of the gate electrode 20 is removed by isotropic etching, an annealing process is performed in an N 2 atmosphere to form a base of the sidewall spacer 26a by implanting high-concentration impurity ions. The defect generated in the SiO 2 film 24 is recovered and this S 2
Since the etching rate of the iO 2 film 24 becomes lower, the etching selectivity between the sidewall spacers 26a of the various MOS transistors and the underlying SiO 2 film 24 is further higher than in the case of the first embodiment. for larger, and more effectively prevent the SiO 2 film 24 underlying abraded more than necessary when the sidewall spacer 26a is removed by etching, the SiO 2 film 24
Is locally eliminated, and the margin for exposing the high-concentration impurity region 28 of the source / drain region 30 is further increased, and the exposed portion is etched by isotropic etching for the sidewall spacer 26a to form a groove. Such a situation can be more effectively prevented. Therefore, a MOS transistor having favorable transistor characteristics can be manufactured.

【0054】なお、上記第1及び第2の実施形態におい
ては、それぞれゲート電極20側壁にSiO2 膜24を
介してPが高濃度にドープされたP−DPS26膜から
なるサイドウォール・スペーサ26aを形成している
が、P−DPS26膜の代わりに、例えばPが高濃度に
ドープされたアモルファスシリコン膜、即ちP−DAS
(Phosphorus-Doped Amorphous Silicon)膜からなるサ
イドウォール・スペーサを形成してもよい。
In the first and second embodiments, the sidewall spacers 26a made of the P-DPS 26 film doped with P at a high concentration are formed on the side walls of the gate electrode 20 via the SiO 2 film 24, respectively. Although the P-DPS 26 film is formed, for example, an amorphous silicon film in which P is highly doped, that is, P-DAS
(Phosphorus-Doped Amorphous Silicon) may be formed as a sidewall spacer.

【0055】また、ポリシリコン膜やアモルファスシリ
コン膜に高濃度にドープする不純物として、Pの代わり
に、同じn型不純物のAs(Arsenic ;ヒ素)等やp型
不純物のB(Boron ;ホウ素)等を高濃度にドープして
もよい。
In place of P, the same n-type impurities such as As (Arsenic; arsenic) and p-type impurities such as B (Boron; boron) may be used as impurities for doping a polysilicon film or an amorphous silicon film at a high concentration. May be doped at a high concentration.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置の製造方法によれば、次のような効果を奏
することができる。即ち、請求項1に係る半導体装置に
よれば、予め所定の不純物がドーピングされたポリシリ
コン膜からなるサイドウォール・スペーサをゲート電極
側壁に第2の絶縁膜を介して形成することにより、LD
D構造のソース/ドレイン領域の高濃度不純物領域を形
成するための高濃度の不純物イオンを注入する工程にお
ける不純物イオン注入の有無、注入された不純物イオン
の種類、不純物イオンのドーズ量、不純物イオンの注入
エネルギー等によることなく、サイドウォール・スペー
サのエッチング速度は全体として大きくなり、且つこれ
ら複数のサイドウォール・スペーサ間におけるエッチン
グ速度の差は小さくなるため、サイドウォール・スペー
サをエッチング除去する際に、そのエッチング時間を短
縮することができると共に、所定の等方性エッチング条
件によって全てのサイドウォール・スペーサをほぼ均一
に除去して、特定のサイドウォール・スペーサのエッチ
ング残りが発生することを防止することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the following effects can be obtained. That is, according to the semiconductor device of the first aspect, the sidewall spacer made of the polysilicon film doped with a predetermined impurity is formed on the side wall of the gate electrode with the second insulating film interposed therebetween.
Whether or not impurity ions are implanted in the step of implanting high-concentration impurity ions for forming the high-concentration impurity regions of the source / drain regions having the D structure; type of implanted impurity ions; dose amount of impurity ions; Irrespective of the implantation energy, etc., the etching rate of the sidewall spacer is increased as a whole, and the difference in etching rate between the plurality of sidewall spacers is reduced. The etching time can be shortened, and all the sidewall spacers are almost uniformly removed under predetermined isotropic etching conditions, thereby preventing the occurrence of etching residue of a specific sidewall spacer. Can be.

【0057】また、サイドウォール・スペーサと下地の
第2の絶縁膜とのエッチング選択比も全体として大きく
なり、且つこれら複数のサイドウォール・スペーサ間に
おけるエッチング選択比の差は小さくなるため、サイド
ウォール・スペーサをエッチング除去する際に下地の第
2の絶縁膜が必要以上に削られることが抑制されること
から、局所的に第2の絶縁膜がなくなって半導体基板表
面の高濃度不純物領域が露出しその露出した部分がサイ
ドウォール・スペーサに対する等方性エッチングによっ
てエッチングされて溝が掘られるといった事態の発生を
防止することができる。
Further, the etching selectivity between the sidewall spacer and the underlying second insulating film is increased as a whole, and the difference in etching selectivity between the plurality of sidewall spacers is reduced. Since the underlying second insulating film is prevented from being unnecessarily shaved when the spacer is removed by etching, the second insulating film locally disappears and the high-concentration impurity region on the surface of the semiconductor substrate is exposed. Further, it is possible to prevent a situation in which the exposed portion is etched by isotropic etching with respect to the sidewall spacer and a groove is dug.

【0058】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法によれば、予め所定の不純物がドーピングされたアモ
ルファスシリコン膜からなるサイドウォール・スペーサ
をゲート電極側壁に第2の絶縁膜を介して形成すること
により、即ち上記請求項1に係る半導体装置の製造方法
においてサイドウォール・スペーサの材質として用いる
所定の不純物がドーピングされたポリシリコン膜の代わ
りに、所定の不純物がドーピングされたアモルファスシ
リコン膜をサイドウォール・スペーサの材質として用い
ることにより、上記請求項1に係る半導体装置の製造方
法の場合と同様の効果を奏することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the sidewall spacer made of the amorphous silicon film doped with a predetermined impurity is formed on the side wall of the gate electrode via the second insulating film. That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, an amorphous silicon film doped with a predetermined impurity is used instead of the polysilicon film doped with a predetermined impurity used as a material of the sidewall spacer. By using it as a material of the sidewall spacer, the same effect as in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 can be obtained.

【0059】また、請求項3に係る半導体装置の製造方
法によれば、上記請求項1又は2に係る半導体装置の製
造方法において、ゲート電極及びサイドウォール・スペ
ーサをマスクとして半導体基板に第2の不純物イオンを
注入した後、サイドウォール・スペーサをエッチング除
去する前に、アニール処理を行う工程を有することによ
り、第2の不純物イオンの注入によってサイドウォール
・スペーサの下地をなす第2の絶縁膜に発生した欠陥が
回復して、第2の絶縁膜のエッチング速度がより小さく
なるため、サイドウォール・スペーサと下地の第2の絶
縁膜とのエッチング選択比が全体として更に大きくなる
ことから、サイドウォール・スペーサをエッチング除去
する際に、下地の第2の絶縁膜が必要以上に削られるこ
とをより効果的に抑制して、第2の絶縁膜が局所的にな
くなりソース/ドレイン領域が露出することに対するマ
ージンを更に大きくし、その露出した部分がサイドウォ
ール・スペーサに対する等方性エッチングによりエッチ
ングされて溝が掘られるといった事態の発生をより有効
に防止することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the third aspect, in the method of manufacturing a semiconductor device of the first or second aspect, the second step is performed by using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask. After the impurity ions are implanted and before the sidewall spacers are removed by etching, a step of performing an annealing process is provided so that the second impurity ions are implanted into the second insulating film underlying the sidewall spacers. Since the generated defect is recovered and the etching rate of the second insulating film becomes lower, the etching selectivity between the side wall spacer and the underlying second insulating film is further increased as a whole. More effectively prevent the underlying second insulating film from being unnecessarily shaved when the spacer is removed by etching. In this case, the margin for exposing the source / drain region is further increased by locally removing the second insulating film, and the exposed portion is etched by isotropic etching with respect to the sidewall spacer to form a trench. Can be prevented more effectively.

【0060】このようにして、本発明に係る半導体装置
の製造方法により、良好なトランジスタ特性や素子分離
特性を有する電界効果トランジスタを容易に作製するこ
とが可能になる。
As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention makes it possible to easily manufacture a field-effect transistor having good transistor characteristics and element isolation characteristics.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その1)である。
FIG. 1 shows an M of an LDD structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process sectional view (part 1) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図2】本発明の第1の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その2)である。
FIG. 2 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a process sectional view (part 2) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図3】本発明の第1の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その3)である。
FIG. 3 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a process sectional view (part 3) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図4】本発明の第1の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その4)である。
FIG. 4 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a process sectional view (part 4) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図5】本発明の第1の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その5)である。
FIG. 5 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a process sectional view (part 5) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図6】本発明の第2の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その1)である。
FIG. 6 shows the M of the LDD structure according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process sectional view (part 1) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図7】本発明の第2の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その2)である。
FIG. 7 shows an M of the LDD structure according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process sectional view (part 2) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図8】本発明の第2の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その3)である。
FIG. 8 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a process sectional view (part 3) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図9】本発明の第2の実施形態に係るLDD構造のM
OSトランジスタの製造方法を説明するための工程断面
図(その4)である。
FIG. 9 is a diagram showing an M of the LDD structure according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a process sectional view (part 4) for describing the method for manufacturing the OS transistor.

【図10】従来のLDD構造のMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程断面図(その1)である。
FIG. 10 is a process cross-sectional view (part 1) for describing a method for manufacturing a conventional MOS transistor having an LDD structure.

【図11】従来のLDD構造のMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程断面図(その2)である。
FIG. 11 is a process sectional view (part 2) for explaining the method for manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure.

【図12】従来のLDD構造のMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程断面図(その3)である。
FIG. 12 is a process sectional view (part 3) for describing a method for manufacturing a conventional MOS transistor having an LDD structure.

【図13】従来のLDD構造のMOSトランジスタの製
造方法を説明するための工程断面図(その4)である。
FIG. 13 is a process sectional view (part 4) for explaining the method for manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure.

【図14】従来のLDD構造のMOSトランジスタの別
の製造方法を説明するための工程断面図(その1)であ
る。
FIG. 14 is a process sectional view (part 1) for describing another method of manufacturing a conventional MOS transistor having an LDD structure.

【図15】従来のLDD構造のMOSトランジスタの別
の製造方法を説明するための工程断面図(その2)であ
る。
FIG. 15 is a process sectional view (part 2) for describing another method of manufacturing a conventional MOS transistor having an LDD structure.

【図16】従来のLDD構造のMOSトランジスタの別
の製造方法を説明するための工程断面図(その3)であ
る。
FIG. 16 is a process sectional view (part 3) for describing another method of manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure.

【図17】従来のLDD構造のMOSトランジスタの別
の製造方法を説明するための工程断面図(その4)であ
る。
FIG. 17 is a process sectional view (part 4) for explaining another method of manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure.

【図18】従来のLDD構造のMOSトランジスタの別
の製造方法を説明するための工程断面図(その5)であ
る。
FIG. 18 is a process sectional view (part 5) for describing another method of manufacturing the conventional MOS transistor having the LDD structure.

【図19】ポリシリコン膜及びSiO2 膜に注入された
不純物イオンのドーズ量に対するポリシリコン膜及びS
iO2 膜のエッチング速度の関係並びにポリシリコン膜
とSiO2 膜とのエッチング選択比の関係を示すグラフ
である。
FIG. 19 shows the relationship between the dose of impurity ions implanted into the polysilicon film and the SiO 2 film and the polysilicon film and S
4 is a graph showing a relationship between an etching rate of an iO 2 film and a relationship between an etching selectivity between a polysilicon film and a SiO 2 film.

【図20】ポリシリコン膜及びSiO2 膜に不純物イオ
ンを注入する際のエネルギーに対するポリシリコン膜及
びSiO2 膜のエッチング速度の関係並びにポリシリコ
ン膜とSiO2 膜とのエッチング選択比の関係を示すグ
ラフである。
20 shows a relationship between the etching selectivity of the polysilicon film and the SiO 2 film relationship etch rate of the polysilicon film and the SiO 2 film to the energy when implanting impurity ions into and polysilicon film and SiO 2 film It is a graph.

【図21】(a)は不純物イオンが注入されていないサ
イドウォール・スペーサのエッチングの様子を示す工程
断面図、(b)はn型不純物イオンが高濃度に注入され
ているサイドウォール・スペーサのエッチングの様子を
示す工程断面図、(c)はp型不純物イオンが高濃度に
注入されているサイドウォール・スペーサのエッチング
の様子を示す工程断面図である。
21A is a process cross-sectional view showing a state of etching of a sidewall spacer into which impurity ions have not been implanted, and FIG. 21B is a sectional view of the sidewall spacer into which n-type impurity ions have been implanted at a high concentration; FIG. 4C is a process sectional view showing the state of etching, and FIG. 4C is a process sectional view showing the state of etching of the sidewall spacer into which p-type impurity ions are implanted at a high concentration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……Si基板、12……フィールド酸化膜、14…
…ゲート酸化膜、16……ポリシリコン層、18……シ
リサイド層、20……ゲート電極、22……低濃度不純
物領域、24……SiO2 膜、26……P−DPS膜、
26a……サイドウォール・スペーサ、28……高濃度
不純物領域、30……ソース/ドレイン領域、32……
SiN、34……層間絶縁膜、36……コンタクト窓。
10 ... Si substrate, 12 ... Field oxide film, 14 ...
... gate oxide film, 16 ...... polysilicon layer, 18 ...... silicide layer, 20 ...... gate electrode, 22 ...... low concentration impurity regions, 24 ...... SiO 2 film, 26 ...... P-DPS film,
26a ... sidewall spacer, 28 ... high concentration impurity region, 30 ... source / drain region, 32 ...
SiN, 34 ... interlayer insulating film, 36 ... contact window.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1の絶縁膜を介して形
成したゲート電極をマスクとして、前記半導体基板に第
1の不純物イオンを注入する第1の工程と、 基体全面に第2の絶縁膜を堆積する第2の工程と、 前記第2の絶縁膜上に所定の不純物がドーピングされた
ポリシリコン膜を堆積した後、前記ポリシリコン層をエ
ッチバックして、前記ゲート電極側壁に前記第2の絶縁
膜を介して前記ポリシリコン膜からなるサイドウォール
・スペーサを形成する第3の工程と、 前記ゲート電極及び前記サイドウォール・スペーサをマ
スクとして、前記半導体基板に第2の不純物イオンを注
入する第4の工程と、 前記第2の絶縁膜をエッチングストッパ層として、前記
サイドウォール・スペーサを選択的にエッチング除去す
る第5の工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first step of implanting a first impurity ion into the semiconductor substrate using a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a first insulating film as a mask; A second step of depositing a film, and after depositing a polysilicon film doped with a predetermined impurity on the second insulating film, etching back the polysilicon layer to form a second layer on the side wall of the gate electrode. A third step of forming a sidewall spacer made of the polysilicon film via the second insulating film; and implanting second impurity ions into the semiconductor substrate using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask. A fourth step of selectively etching away the sidewall spacers using the second insulating film as an etching stopper layer. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim and.
【請求項2】 半導体基板上に第1の絶縁膜を介して形
成したゲート電極をマスクとして、前記半導体基板に第
1の不純物イオンを注入する第1の工程と、 基体全面に第2の絶縁膜を堆積する第2の工程と、 前記第2の絶縁膜上に所定の不純物がドーピングされた
アモルファスシリコン膜を堆積した後、前記アモルファ
スシリコン膜をエッチバックして、前記ゲート電極側壁
に前記第2の絶縁膜を介して前記アモルファスシリコン
膜からなるサイドウォール・スペーサを形成する第3の
工程と、 前記ゲート電極及び前記サイドウォール・スペーサをマ
スクとして、前記半導体基板に第2の不純物イオンを注
入する第4の工程と、 前記第2の絶縁膜をエッチングストッパ層として、前記
サイドウォール・スペーサを選択的にエッチング除去す
る第5の工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A first step of implanting first impurity ions into the semiconductor substrate using a gate electrode formed on the semiconductor substrate via a first insulating film as a mask, and a second insulating step over the entire surface of the base. A second step of depositing a film, and after depositing an amorphous silicon film doped with a predetermined impurity on the second insulating film, etching back the amorphous silicon film to form a second layer on the side wall of the gate electrode. A third step of forming a sidewall spacer made of the amorphous silicon film via the second insulating film; and implanting second impurity ions into the semiconductor substrate using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask. A fourth step of selectively etching and removing the sidewall spacers by using the second insulating film as an etching stopper layer. The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a fifth step.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の半導体装置の製
造方法において、 前記第4の工程の後、前記第5の工程の前に、アニール
処理を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of performing an annealing process after the fourth step and before the fifth step. Device manufacturing method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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