JPH01291464A - Mis field-effect semiconductor device - Google Patents

Mis field-effect semiconductor device

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JPH01291464A
JPH01291464A JP12065188A JP12065188A JPH01291464A JP H01291464 A JPH01291464 A JP H01291464A JP 12065188 A JP12065188 A JP 12065188A JP 12065188 A JP12065188 A JP 12065188A JP H01291464 A JPH01291464 A JP H01291464A
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JP
Japan
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film
insulating film
interlayer insulating
region
resistance value
Prior art date
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Application number
JP12065188A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Sato
佐藤 典章
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01291464A publication Critical patent/JPH01291464A/en
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Abstract

PURPOSE:To maintain a resistance value small as a whole, and to improve a conductance by providing a conductive film having a low resistance value from the diffused region, bringing it into contact with the surface of an impurity diffused region and interposing its end between the diffused region and an interlayer insulating film. CONSTITUTION:A conductive film 9A exists on the surfaces of an n<+> type source region 12 and an n<+> type drain region 13, the end of the film 9A is intruded into an interlayer insulating film 8 to reach the vicinity of a gate electrode 3. The end of the film 9A and the electrode 3 are so isolated through an interlayer insulating film 5 having a predetermined thickness that the film 9A and the electrode 3 are not affected by the influence of an electric field. Since the film 9A exists in the interlayer insulating film for collecting hot carriers, the input carrier flows out as part of the drain current through the film 9A. Accordingly, it prevents hot carrier effect from occurring. Even if the resistance value of an impurity diffused region for forming a LDD structure is large, it is sufficiently reduced by the presence of the film 9A, thereby improving the conductance of a MIS field effect transistor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高集積化或いは高速化を必要とするメモリやロジックに
用いて有効な小型のMis電界効果半導体装置に関し、 ゲート電極を覆う眉間絶縁膜がキャリヤを捕獲した状態
を維持することがないようにしてホ・ノド・キャリヤ効
果の発生を防止し、そして、LDD構造をなす不純物拡
散領域に於ける抵抗値を低下させて常に高いコンダクタ
ンスをもつMIS電界効果半導体装置を得ることを目的
とし、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され且
つ側面が層間絶縁膜で覆われたゲート電極と、前記半導
体基板表面に形成されチャネル側先端が前記層間絶縁膜
の下方に在り該半導体基板とは反対導電型である不純物
拡散領域と、該不純物拡散領域表面にコンタクトし且つ
先端が該不純物拡散 ′領域と前記層間絶縁膜との間に
介在し前記不純物拡散領域より低抵抗値である導電膜と
を備えてなるよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a small-sized Mis field effect semiconductor device that is effective for use in memory and logic that require high integration or high speed, a state in which carriers are captured by the glabella insulating film covering the gate electrode This method prevents the occurrence of the ho-nod carrier effect and lowers the resistance value in the impurity diffusion region forming the LDD structure, thereby producing a MIS field-effect semiconductor device that always has high conductance. A gate electrode formed on a semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween and whose side surfaces are covered with an interlayer insulating film, and a gate electrode formed on the surface of the semiconductor substrate with a channel side tip below the interlayer insulating film. an impurity diffusion region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate; and a conductive film having a value.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、高集積化或いは高速化を必要とするメモリや
ロジックに用いて有効な小型のMIS電界効果半導体装
置に関する。
The present invention relates to a compact MIS field effect semiconductor device that is effective for use in memory and logic that require high integration or high speed.

現在、半導体装置の高集積化に伴ってMIS電界効果ト
ランジスタの微細化も進展し、ゲート長は0.7〔μm
〕以下となり、今後、更に短くなる筈である。ところが
、このように、ゲート長が短縮されても、電源電圧は依
然として5 〔V〕が標準である為、ソース及びドレイ
ン間の電界が強くなり、その耐圧を維持できない虞があ
る。
Currently, with the increasing integration of semiconductor devices, the miniaturization of MIS field effect transistors has progressed, and the gate length has become 0.7 [μm].
] and is expected to become even shorter in the future. However, even if the gate length is shortened in this way, the standard power supply voltage is still 5 [V], so the electric field between the source and drain becomes strong, and there is a possibility that the withstand voltage cannot be maintained.

このような問題を解消する一手段としてLDD(l i
ght Iy  doped  dra in)構造が
採用されるのであるが、その不純物拡散領域の抵抗値が
高い為に大きなコンダクタンスが得られない旨の問題が
あり、また、チャネル領域での電界強度が高くなること
から、ホット・キャリヤ効果が顕著になり、動作中にコ
ンダクタンスの低下が起こる。
LDD (l i
However, there is a problem in that a large conductance cannot be obtained due to the high resistance value of the impurity diffusion region, and the electric field strength in the channel region becomes high. As a result, hot carrier effects become significant and conductance decreases during operation.

従って、ホット・キャリヤに対する耐性が高く且つ大き
なコンダクタンスをもつMIS電界効果半導体装置の出
現が望まれている。
Therefore, it is desired to develop a MIS field effect semiconductor device having high resistance to hot carriers and large conductance.

〔従来の技術〕 第14図は通常のLDD構造をもつMis電界効果トラ
ンジスタの要部切断側面図を表している。
[Prior Art] FIG. 14 shows a cutaway side view of a main part of a Mis field effect transistor having a normal LDD structure.

図に於いて、21はp型シリコン半導体基板、22二酸
化シリコン(SiOz)からなるフィールド絶縁膜、2
3は二酸化シリコンからなるゲート絶縁膜、24は多結
晶シリコンからなるゲート電極、25は二酸化シリコン
からなるマスク兼層間絶縁膜、26はn−型ソース領域
、27はn−型ドレイン領域、28はイオン注入時に於
ける表面保護の役目を果たす二酸化シリコンからなる絶
縁膜、29はサイド・ウオールと呼ばれている層間絶縁
膜、30はn++ソース領域、31はn+型トドレイン
領域32は燐珪酸ガラス(p h o 5phosil
icate  glass:PSG)からなるカバー膜
、33はアルミニウム(、’lりからなるソース電極、
34はアルミニウムからなるドレイン電極、35はアル
ミニウムからなるゲート電極をそれぞれ示している。
In the figure, 21 is a p-type silicon semiconductor substrate, 22 is a field insulating film made of silicon dioxide (SiOz), and 2 is a p-type silicon semiconductor substrate.
3 is a gate insulating film made of silicon dioxide, 24 is a gate electrode made of polycrystalline silicon, 25 is a mask/interlayer insulating film made of silicon dioxide, 26 is an n-type source region, 27 is an n-type drain region, and 28 is a gate insulating film made of silicon dioxide. 29 is an interlayer insulating film called a side wall, 30 is an n++ source region, 31 is an n+ type drain region 32 is made of phosphosilicate glass ( pho 5phosil
33 is a source electrode made of aluminum,
Reference numeral 34 indicates a drain electrode made of aluminum, and reference numeral 35 indicates a gate electrode made of aluminum.

一般に、LDD構造は、特にドレイン領域に適用して有
効なものであって、図示のようにチャネル領域側に低不
純物濃度領域を形成し、チャネル領域への空乏層の拡が
りを抑制することでソース及びドレイン間にパンチ・ス
ルー電流が流れるのを防止し、耐圧を向上させることを
狙いとしているものであり、現用のものでは、5 〔■
〕の電源電圧などに対して充分なソース・ドレイン間耐
圧を維持できるようになっている。
In general, the LDD structure is particularly effective when applied to the drain region, and by forming a low impurity concentration region on the channel region side as shown in the figure and suppressing the spread of the depletion layer into the channel region, the LDD structure can be applied to the source region. The aim is to prevent punch-through current from flowing between the drain and the drain, and to improve the withstand voltage.
] It is possible to maintain sufficient source-drain breakdown voltage against the power supply voltage.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前記LDD構造のMis電界効果半導体装置では、動作
中にドレイン側低不純物濃度領域、即ちn−型ドレイン
領域27の近傍でホット・キャリヤが発生し、その一部
がサイド・ウオールである層間絶縁膜29に取り込まれ
る。このように眉間絶縁膜29に捕獲されたキャリヤは
、ゲート電極24からの電界を弱め、n−型ドレイン領
域27の抵抗値を高めるように働くので、ホット・キャ
リヤ効果、即ち、動作中にコンダクタンスが低下する旨
の問題が発生する。
In the Mis field effect semiconductor device having the LDD structure, during operation, hot carriers are generated in the vicinity of the drain side low impurity concentration region, that is, the n-type drain region 27, and a part of the hot carriers are generated in the interlayer insulating film which is the side wall. Incorporated into 29. The carriers thus captured in the glabellar insulating film 29 work to weaken the electric field from the gate electrode 24 and increase the resistance value of the n-type drain region 27, resulting in a hot carrier effect, that is, conductance during operation. A problem arises in that the value decreases.

また、同じ< LDD構造をなす低不純物濃度領域の幅
(チャネル長方向)、即ち、n−型ドレイン領域27な
どの幅は、ソース・ドレイン間耐圧を充分に高く維持す
る必要があることから、短くするには限度がある。従っ
て、ゲート長が微細化された場合でも、n−型ドレイン
領域27などは無闇に短くすることはできず、その抵抗
値は高いものになっていて、それが原因でコンダクタン
スが低下する旨の欠点もある。
In addition, the width of the low impurity concentration region (in the channel length direction) forming the same<LDD structure, that is, the width of the n-type drain region 27, etc., needs to maintain a sufficiently high source-drain breakdown voltage. There is a limit to how short it can be. Therefore, even if the gate length is miniaturized, the n-type drain region 27 etc. cannot be shortened arbitrarily, and its resistance value is high, which may cause the conductance to decrease. There are also drawbacks.

本発明は、ゲート電極を覆う眉間絶縁膜がキャリヤを捕
獲した状態を維持することがないようにしてホット・キ
ャリヤ効果の発生を防止し、そして、LDD構造をなす
不純物拡散領域に於ける抵抗値を低下させて常に高いコ
ンダクタンスをもつMis電界効果半導体装置を得よう
とする。
The present invention prevents the generation of hot carrier effects by preventing the glabella insulating film covering the gate electrode from maintaining a state of capturing carriers, and reduces the resistance value in the impurity diffusion region forming the LDD structure. An attempt is made to obtain a Mis field effect semiconductor device that always has high conductance by lowering the conductance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図及び第2図は本発明の詳細な説明する為の工程要
所に於けるMIS電界効果半導体装置の要部切断側面図
を表している。
1 and 2 are cross-sectional side views of essential parts of a MIS field effect semiconductor device at key points in the process for explaining the present invention in detail.

図に於いて、■はp型シリコン半導体基板、2は二酸化
シリコンからなるゲート絶縁膜、3は多結晶シリコンか
らなるゲート電極、4は二酸化シリコンからなるマスク
兼層間絶縁膜、5は二酸化シリコンからなるサイド・ウ
オールである層間絶縁膜、6はn−型ソース領域、7は
n−型ドレイン領域、8は二酸化シリコンからなるサイ
ド・ウオールである眉間絶縁膜、9Aはチタン・シリサ
イドなどからな名簿電膜、12はn++ソース領域、1
3はn+型トドレイン領域それぞれ示している。
In the figure, ■ is a p-type silicon semiconductor substrate, 2 is a gate insulating film made of silicon dioxide, 3 is a gate electrode made of polycrystalline silicon, 4 is a mask and interlayer insulating film made of silicon dioxide, and 5 is made of silicon dioxide. 6 is an n-type source region, 7 is an n-type drain region, 8 is a glabella insulating film that is a side wall made of silicon dioxide, 9A is a list of titanium silicide, etc. electrical film, 12 is n++ source region, 1
3 indicates an n+ type drain region.

第1図は従来のLDD構造と殆ど変わりない構造を有し
ているMis電界効果半導体装置であって、唯、n++
ソース領域12及びn+型トドレイン領域13表面には
導電膜9Aが存在し、しかも、導電膜9Aの先端は層間
絶縁膜8内に入り込みゲート電極3の近傍に達している
。然しなから、その導電膜9Aの先端とゲート電極3と
は、導電膜9Aとゲート電極3とが相互に電界の影舌を
受けないように、所定の厚さをもつ層間絶縁膜5を介し
て隔てられている。
FIG. 1 shows a Mis field effect semiconductor device having a structure almost the same as the conventional LDD structure, except that the n++
A conductive film 9A exists on the surfaces of the source region 12 and the n+ type drain region 13, and the tip of the conductive film 9A penetrates into the interlayer insulating film 8 and reaches the vicinity of the gate electrode 3. However, the tip of the conductive film 9A and the gate electrode 3 are connected via an interlayer insulating film 5 having a predetermined thickness so that the conductive film 9A and the gate electrode 3 are not affected by the electric field. They are separated by

第2図には従来のLDD構造に於ける低不純物濃度のソ
ース領域及びドレイン領域であるn−型ソース領域6及
びn−型ドレイン領域7のみが存在し、高不純物濃度の
ソース領域及びドレイン領域に相当する部分は導電膜9
Aに依存しているものが挙げである。
In FIG. 2, only the n-type source region 6 and n-type drain region 7, which are the source region and drain region with a low impurity concentration in the conventional LDD structure, are present, and the source region and the drain region with a high impurity concentration are present. The part corresponding to is the conductive film 9
The list depends on A.

第1図或いは第2図に見られる何れのMIS電界効果半
導体装置に於いても、ホット・キャリヤを捕獲する層間
絶縁膜中に導電膜9Aが介在しているので、取り込まれ
たキャリヤは導電膜9Aを介しドレイン電流の一部とし
て流れ去るものであり、従って、ホット・キャリヤ効果
が発生することは防止され、また、LDD構造を成す不
純物拡散領域の抵抗値が高くても、導電膜9Aの存在で
充分に低められ、従って、Mis電界効果トランジスタ
のコンダクタンスは向上する。
In either of the MIS field effect semiconductor devices shown in FIG. 1 or 2, the conductive film 9A is interposed in the interlayer insulating film that captures hot carriers, so the captured carriers are transferred to the conductive film. 9A as a part of the drain current. Therefore, the hot carrier effect is prevented from occurring, and even if the resistance value of the impurity diffusion region forming the LDD structure is high, the conductive film 9A Therefore, the conductance of the Mis field effect transistor is improved.

このようなことから、本発明に依るMIS電界効果半導
体装置に於いては、半導体基板(例比ばp型シリコン半
導体基板l)の上にゲート絶縁膜(例えばゲート絶縁膜
2)を介して形成され且つ側面が層間絶縁膜(例えば眉
間絶縁膜8或いは11など)で覆われたゲート電極(例
えばゲート電極3)と、前記半導体基板表面に形成され
チャネル側先端が前記層間絶縁膜の下方に在り該半導体
基板とは反対導電型である不純物拡散領域(例えばn−
型ドレイン領域7或いはn−型ソース領域6)と、該不
純物拡散領域表面にコンタクトし且つ先端が該不純物拡
散領域と前記層間絶縁膜との間に介在し前記不純物拡散
領域より低抵抗値である導電膜(例えばチタン・シリサ
イドからなる導電膜9A)とを備えてなるよう構成する
For this reason, in the MIS field effect semiconductor device according to the present invention, a gate insulating film (e.g., gate insulating film 2) is formed on a semiconductor substrate (for example, a p-type silicon semiconductor substrate l) through a gate insulating film (e.g., gate insulating film 2). a gate electrode (e.g., gate electrode 3) whose side surfaces are covered with an interlayer insulating film (e.g., glabellar insulating film 8 or 11); An impurity diffusion region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate (for example, an n-
type drain region 7 or n-type source region 6) and the surface of the impurity diffusion region, the tip thereof is interposed between the impurity diffusion region and the interlayer insulating film, and has a lower resistance value than the impurity diffusion region. A conductive film (for example, a conductive film 9A made of titanium silicide) is provided.

〔作用〕[Effect]

前記手段を採ることに依り、ドレイン領域のチャネル側
近傍で発生するホット・キャリヤが層間絶縁膜に取り込
まれても、そのホット・キャリヤは導電膜を介しドレイ
ン電流の一部として流れ去ってしまうから、ホット・キ
ャリヤ効果、即ち、動作中にコンダクタンスが低下する
旨の問題は解消され、また、LDD構造に於ける低不純
物濃度領域と同じ構成を利用するものでありながら前記
導電膜の存在で全体としての抵抗値を低く維持すること
ができるのでコンダクタンスは向上する。
By adopting the above method, even if hot carriers generated near the channel side of the drain region are taken into the interlayer insulating film, the hot carriers will flow away as part of the drain current through the conductive film. , the hot carrier effect, that is, the problem of reduced conductance during operation, is solved, and although the same structure as the low impurity concentration region in the LDD structure is used, the presence of the conductive film reduces the overall Since the resistance value can be maintained low, the conductance is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第3図乃至第13図は本発明一実施例を製造する場合に
ついて解説する為の工程要所に於けるMrs電界効果半
導体装置の要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を
参照しつつ説明する。
Figures 3 to 13 are cross-sectional side views of essential parts of the Mrs field effect semiconductor device at key points in the process for explaining the manufacturing of an embodiment of the present invention, and these figures will be referred to below. I will explain as I go along.

第3図参照 (11例えば窒化シリコン(Si3N4)膜などを耐酸
化性マスクとする選択的熱酸化法を適用することに依っ
てp型シリコン半導体基板lに二酸化シリコンからなる
フィールド絶縁膜(図示せず)を形成する。
See Figure 3 (11) By applying a selective thermal oxidation method using, for example, a silicon nitride (Si3N4) film as an oxidation-resistant mask, a field insulating film made of silicon dioxide (not shown) is applied to a p-type silicon semiconductor substrate l. form).

(2)前記窒化シリコン膜などを除去してp型シリコン
半導体基板1の能動領域を表出させる。
(2) The active region of the p-type silicon semiconductor substrate 1 is exposed by removing the silicon nitride film and the like.

(3)熱酸化法を適用することに依って厚さ例えば約1
00〔人〕〜200〔人〕程度の二酸化シリコンからな
るゲート絶縁膜2を形成する。
(3) By applying a thermal oxidation method, the thickness can be reduced to approximately 1
A gate insulating film 2 made of silicon dioxide is formed in an amount of about 00 to 200 people.

(4)化学気相成長(chemica 1  vap。(4) Chemical vapor deposition (chemica 1 vap).

r  deposition:CVD)法を適用するこ
とに依って厚さ例えば3000 (人〕〜4000 (
人〕程度の多結晶シリコン膜を成長させる。
r deposition: by applying the CVD method, the thickness can be adjusted, for example, from 3000 to 4000.
A polycrystalline silicon film of about the size of a person is grown.

この多結晶シリコン膜は、予め不純物を含有させたもの
を成長させても良いし、成長させた段階で不純物イオン
の注入を行っても良い。
This polycrystalline silicon film may contain impurities in advance and may be grown, or impurity ions may be implanted at the stage of growth.

(51CVD法を適用することに依って厚さ例えば約1
000 (人〕乃至2000 (人〕程度の二酸化シリ
コンからなるマスク兼層間絶縁膜4を成長させる。
(51 By applying the CVD method, the thickness may be approximately 1
A mask-cum-interlayer insulating film 4 made of silicon dioxide is grown in an amount of about 000 (people) to 2,000 (people).

(6)  通常のフォト・リソグラフィ技術を適用する
ことに依ってマスク兼層間絶縁膜4をゲート電極及びそ
の他電極・配線パターンにパターニングし、引き続きそ
れをマスクとして多結晶シリコン膜及びゲート絶縁膜2
のパターニングを行う。尚、パターニングした多結晶シ
リコン膜をゲート電極3とする。
(6) Pattern the mask/interlayer insulating film 4 into a gate electrode and other electrode/wiring patterns by applying normal photolithography technology, and then use this as a mask to pattern the polycrystalline silicon film and gate insulating film 2.
Perform patterning. Note that the patterned polycrystalline silicon film is used as the gate electrode 3.

第4図参照 (7)熱酸化法を適用することに依ってp型シリコン半
導体基板1の表面並びにゲート電極3の側面を覆う厚さ
例えば150〔入〕程度の二酸化シリコンからなる表面
保護兼層間絶縁膜5を形成する。尚、この表面保護兼層
間絶縁膜5は層間絶縁膜4の厚さに若干の影響を与える
が、簡明にする為に省略する。
See FIG. 4 (7) By applying a thermal oxidation method, the surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 and the side surfaces of the gate electrode 3 are covered with a surface protection and interlayer made of silicon dioxide having a thickness of, for example, about 150 mm. An insulating film 5 is formed. Note that this surface protection/interlayer insulating film 5 has a slight influence on the thickness of the interlayer insulating film 4, but is omitted for the sake of brevity.

(8)  イオン注入法を適用することに依ってAsイ
オンの打ち込みを行う。
(8) As ions are implanted by applying an ion implantation method.

この場合のドーズ量としては、例えば約1×l O13
(cm−”)〜l x l O12(cm−”)の範囲
で選択して良く、また、Asイオンの外に適当なn型不
純物となるイオンを用いたり、或いは、シリコン半導体
基板1がn型であれば硼素イオンなどn型不純物となる
ものを用いることは任意である。
The dose in this case is, for example, approximately 1×l O13
(cm-") to l x l O12 (cm-"), and it is also possible to use an appropriate n-type impurity ion in addition to As ions, or if the silicon semiconductor substrate 1 is If it is a type, it is optional to use an n-type impurity such as boron ions.

第5図参照 (9)前記工程(8)でイオン注入した不純物を活性化
する為、ランプを熱源とするPTA(rapid  t
hermal  anneal)法を適用することに依
って温度例えば約1000(”C)、時間例えば約10
 〔秒〕のの熱処理を行い、実際に動作可能なn−型ソ
ース領域6並びにn−型ドレイン領域7を形成する。
See Figure 5. (9) In order to activate the impurities ion-implanted in step (8), PTA (Rapid T
by applying a herbal annealing method at a temperature of, e.g., about 1000°C and a time of, e.
Heat treatment is performed for [seconds] to form an n-type source region 6 and an n-type drain region 7 that can actually operate.

第6図参照 aOICVD法を適用することに依って厚さ例えば約5
00〔人〕〜1500 C人〕程度の二酸化シリコンか
らなる層間絶縁膜8を成長させる。
By applying the OICVD method, see FIG.
An interlayer insulating film 8 made of silicon dioxide with a thickness of about 0.00 to 1500 C. is grown.

第7図参照 0υ エツチング・ガスを三フッ化メタンと四フッ化炭
素の混合ガス(CHF3+CF、)とする反応性イオン
・エツチング(reactiveion  etchi
ng:RIE)法を適用することに依って層間絶縁膜8
の異方性エツチングを行う。
Refer to Figure 7 0υ Reactive ion etching using a mixed gas of trifluoromethane and carbon tetrafluoride (CHF3+CF) as the etching gas.
The interlayer insulating film 8 is formed by applying the ng:RIE) method.
Perform anisotropic etching.

これに依って、層間絶縁膜8及び表面保護兼層間絶縁膜
5は多結晶シリコンからなるゲート電極3の側面に被着
された部分のみが残る、所謂、サイド・ウオールと呼ば
れる形状になる。
As a result, the interlayer insulating film 8 and the surface protection/interlayer insulating film 5 have a so-called side wall shape in which only the portions attached to the side surfaces of the gate electrode 3 made of polycrystalline silicon remain.

第8図参照 α乃 例えばスパッタリング法を適用することに依って
厚さ例えば約500程度のチタン(Ti)膜9を形成す
る。尚、チタン膜9の厚さは約300 〔人〕〜800
 〔人〕程度の範囲で選択して良い。
Refer to FIG. 8 α. A titanium (Ti) film 9 having a thickness of, for example, about 500 mm is formed by applying, for example, a sputtering method. The thickness of the titanium film 9 is approximately 300 [people] to 800 [people].
You may choose within the range of [people].

第9図参照 α争 PTA法を適用することに依って温度例えば約6
20(”C)程度、時間例えば約60〔秒〕程度の熱処
理を行う。
Refer to Figure 9. α By applying the PTA method, the temperature can be reduced to about 6
The heat treatment is performed at a temperature of about 20° C. for a time of, for example, about 60 seconds.

このようにすると、チタン膜9とp型シリコン半導体基
板1の一部が反応しチタン・シリサイドからなる導電膜
9Aに変換され、前記条件では、その厚さは例えば約1
000 C人]程度になる。
In this way, the titanium film 9 and a part of the p-type silicon semiconductor substrate 1 react and are converted into a conductive film 9A made of titanium silicide, and under the above conditions, the thickness thereof is, for example, about 1
000 C people].

第10図参照 041  N H40H/ Hz Oz中に浸漬するこ
とに依って前記工程0争に於ける熱処理では未反応であ
ったチタン膜9を除去する。
Refer to FIG. 10. By immersing the titanium film 9 in 041 N H40H/Hz Oz, the titanium film 9 that was unreacted in the heat treatment in step 0 is removed.

第11図参照 09 CVD法を適用することに依って厚さ例えば約1
000 (人〕〜20’OOC人〕程度の二酸化シリコ
ンからなる層間絶縁膜11を成長させる。
See Figure 1109 By applying the CVD method, the thickness can be reduced, for example, by approx.
An interlayer insulating film 11 made of silicon dioxide is grown to a thickness of about 000 (people) to 20'OOC people.

第12図参照 0ω エツチング・ガスをCHF3+CF4とするRI
E法を適用することに依って層間絶縁膜11の異方性エ
ツチングを行う。
See Figure 12 0ω RI with CHF3+CF4 etching gas
The interlayer insulating film 11 is anisotropically etched by applying the E method.

これに依って、眉間絶縁膜11も、所謂、サイド・ウオ
ールと呼ばれる形状になり、しかも、そのなかにチタン
・シリサイドからなる導電膜9Aの先端が埋め込まれた
状態になる。
As a result, the glabellar insulating film 11 also takes on the shape of a so-called side wall, and the tip of the conductive film 9A made of titanium silicide is embedded therein.

第13図参照 aη イオン注入法を適用することに依ってAsイオン
の打ち込みを行う。
Refer to FIG. 13. As ions are implanted by applying the aη ion implantation method.

この場合のドーズ量としては、例えば約1×10+4(
cm−”) 〜I X 10I5(cm−”) (D範
囲テ選択して良く、また、Asイオンの外に適当なn型
不純物となるイオンを用いたり、或いは、シリコン半導
体基板1がn型であれば硼素イオンなどp型不純物とな
るものを用いることは前記した通りである。
In this case, the dose amount is, for example, approximately 1×10+4(
cm-") ~ I x 10I5 (cm-") If so, as described above, a p-type impurity such as boron ions is used.

α(至)前記工程αηでイオン注入した不純物を活性化
する為、RTA法を適用することに依って温度例えば約
1000[’C)、そして、時間例えば約10〔秒〕の
熱処理を行い、実際に動作可能なn++ソース領域12
並びにn+型トドレイン領域13形成する。
α (To) In order to activate the impurities ion-implanted in the step αη, heat treatment is performed at a temperature of, for example, about 1000 ['C] and a time of, for example, about 10 [seconds] by applying the RTA method, Actual operable n++ source region 12
In addition, an n+ type drain region 13 is formed.

α印 この後、眉間絶縁膜やカバー膜の形成、電極コン
タクト窓の形成、電極・配線の形成など通常の工程を経
て完成させる。
Alpha mark After this, the product is completed through the usual processes such as forming the glabella insulating film and cover film, forming the electrode contact window, and forming the electrodes and wiring.

前記実施例に於いて、RTA法に依る熱処理は炉に依る
アニールに代替することができる。
In the embodiments described above, the heat treatment using the RTA method can be replaced by annealing using a furnace.

前記のようにして製造されたMIS電界効果半導体装置
に於けるn−型ソース領域6及びn−型ドレイン領域7
がLDD構造に於ける低不純物濃度のソース領域及びド
レイン領域に相当することはドーズ量からして当然であ
り、しかも、それにコンタクトしているチタン・シリサ
イド膜の先端はサイド・ウオールをなす眉間絶縁膜11
のなかに埋め込まれ、そこに捕獲されるホット・キャリ
ヤを収集し易い構造になっている。
N-type source region 6 and n-type drain region 7 in the MIS field effect semiconductor device manufactured as described above
It is natural from the dose that these correspond to the source and drain regions with low impurity concentration in the LDD structure, and furthermore, the tip of the titanium silicide film that is in contact with it corresponds to the glabellar insulation that forms the side wall. membrane 11
It has a structure that makes it easy to collect hot carriers that are embedded in and captured there.

また、チタン・シリサイドからなる導電膜9Aの横方開
拡がりは大変少なく、前記実施例で約500 〔人〕程
度である。
Further, the lateral expansion of the conductive film 9A made of titanium silicide is very small, and is about 500 [people] in the above embodiment.

更にまた、チタン・シリサイド導電膜9Aのシート抵抗
値は約2〔Ω/口〕程度である。
Furthermore, the sheet resistance value of the titanium silicide conductive film 9A is about 2 [Ω/hole].

尚、前記工程に於いて、表面保護兼層間絶縁膜5を若干
厚く形成してからn−型ソース領域6及びn−型ドレイ
ン領域7そしてチタン・シリサイドからなる導電膜9A
の形成を行い、その後、サイド・ウオールである層間絶
縁膜8を形成するようにし、続く層間絶縁膜11とn+
+ソース領域12及びn+型トドレイン領域13形成を
省略すれば、第2図について説明した構造のMIS電界
効果半導体装置が得られ、この構造のものもLDD構造
として充分に動作する。
In the above step, the surface protection/interlayer insulating film 5 is formed slightly thicker, and then the n-type source region 6, the n-type drain region 7, and the conductive film 9A made of titanium silicide are formed.
After that, an interlayer insulating film 8 which is a side wall is formed, and then an interlayer insulating film 11 and an n+
If the formation of the + source region 12 and the n + -type drain region 13 is omitted, a MIS field effect semiconductor device having the structure described with reference to FIG. 2 can be obtained, and this structure also operates satisfactorily as an LDD structure.

前記実施例に於いては、ドレイン領域及びソース領域の
上に形成する導電膜の材料にチタン・シリサイドを用い
たが、これに限られることなく、例えばタングステン・
シリサイド(WSix)やモリブデン・シリサイド(M
oSi2)、また、タングステン・ナイトライド(WN
)やモリブデン・ナイトライド(MoN)などから選択
することが可能である。
In the above embodiment, titanium silicide was used as the material for the conductive film formed on the drain region and the source region, but the material is not limited to this, and for example, tungsten silicide can be used.
Silicide (WSix) and molybdenum silicide (M
oSi2), and tungsten nitride (WN
), molybdenum nitride (MoN), etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に依るMIS電界効果半導体装置に於いては、チ
ャネル側先端がゲート電極側面を覆う眉間絶縁膜の下方
に在って半導体基板とは反対導電型である不純物拡散領
域と、その不純物拡散領域表面にコンタクトし且つ先端
が該不純物拡散領域と前記層間絶縁膜との間に介在し前
記不純物拡散領域より低抵抗値である導電膜とを備えて
いる。
In the MIS field effect semiconductor device according to the present invention, there is provided an impurity diffusion region whose channel side tip is located below the glabella insulating film covering the side surface of the gate electrode and whose conductivity type is opposite to that of the semiconductor substrate, and the impurity diffusion region. A conductive film is provided which is in contact with the surface and whose tip is interposed between the impurity diffusion region and the interlayer insulating film and whose resistance value is lower than that of the impurity diffusion region.

前記構成を採ることに依り、ドレイン領域のチャネル側
近傍で発生するホット・キャリヤが眉間絶縁膜に取り込
まれても、そのホット・キャリヤは導電膜を介しドレイ
ン電流の一部として流れ去ってしまうから、ホット・キ
ャリヤ効果、即ち、動作中にコンダクタンスが低下する
旨の問題は解消され、また、LDD構造に於ける低不純
物濃度領域と同じ構成を利用するものでありながら前記
導電膜の存在で全体としての抵抗値を低く維持すること
ができるのでコンダクタンスは向上する。
By adopting the above structure, even if hot carriers generated near the channel side of the drain region are taken into the glabellar insulating film, the hot carriers will flow away as part of the drain current through the conductive film. , the hot carrier effect, that is, the problem of reduced conductance during operation, is solved, and although the same structure as the low impurity concentration region in the LDD structure is used, the presence of the conductive film reduces the overall Since the resistance value can be maintained low, the conductance is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明の詳細な説明する為の工程要
所に於けるMis電界効果半導体装置の要部切断側面図
、第3図乃至第13図は本発明−実施例を製造する場合
について説明する為の工程要所に於けるMis電界効果
半導体装置の要部切断側面図、第14図は従来例の要部
切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、1はp型シリコン半導体基板、2はゲート
絶縁膜、3はゲート電極、4はマスク兼層間絶縁膜、5
は表面保護兼層間絶縁膜、6はn−型ソース領域、7は
n′″型ドレイン領域、8は眉間絶縁膜(サイド・ウオ
ール)、9はチタン膜、9Aはチタン・シリサイドから
なる導電膜、11は層間絶縁膜(サイド・ウオール)、
12はn++ソース領域、13はn+型トドレイン領域
それぞれ示している。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司 代理人弁理士  渡 邊 弘 − 第13図 第14図
1 and 2 are cross-sectional side views of essential parts of a Mis field effect semiconductor device at important process points for detailed explanation of the present invention, and FIGS. 3 to 13 are manufactured embodiments of the present invention. FIG. 14 is a cross-sectional side view of a main part of a Mis field effect semiconductor device at a key point in the process for explaining a case in which a conventional example is used. In the figure, 1 is a p-type silicon semiconductor substrate, 2 is a gate insulating film, 3 is a gate electrode, 4 is a mask/interlayer insulating film, and 5 is a p-type silicon semiconductor substrate.
6 is a surface protection/interlayer insulating film, 6 is an n-type source region, 7 is an n''' type drain region, 8 is a glabella insulating film (side wall), 9 is a titanium film, and 9A is a conductive film made of titanium silicide. , 11 is an interlayer insulating film (side wall),
Reference numeral 12 indicates an n++ source region, and reference numeral 13 indicates an n+ type drain region. Patent Applicant: Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Shoji Aitani Representative Patent Attorney Hiroshi Watanabe - Figure 13 Figure 14

Claims (1)

【特許請求の範囲】  半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され且つ側
面が層間絶縁膜で覆われたゲート電極と、前記半導体基
板表面に形成されチャネル側先端が前記層間絶縁膜の下
方に在り該半導体基板とは反対導電型である不純物拡散
領域と、 該不純物拡散領域表面にコンタクトし且つ先端が該不純
物拡散領域と前記層間絶縁膜との間に介在し前記不純物
拡散領域より低抵抗値である導電膜と を備えてなることを特徴とするMIS電界効果半導体装
置。
[Claims] A gate electrode formed on a semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween and whose side surfaces are covered with an interlayer insulating film, and a gate electrode formed on the surface of the semiconductor substrate with a channel side tip below the interlayer insulating film. an impurity diffusion region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate; and an impurity diffusion region that is in contact with the surface of the impurity diffusion region and whose tip is interposed between the impurity diffusion region and the interlayer insulating film and has a resistance value lower than that of the impurity diffusion region. A MIS field effect semiconductor device comprising a conductive film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04147629A (en) * 1990-10-09 1992-05-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0964363A (en) * 1995-06-16 1997-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd MOS semiconductor device and method of manufacturing the same
US6157063A (en) * 1997-07-25 2000-12-05 Nec Corporation MOS field effect transistor with an improved lightly doped diffusion layer structure and method of forming the same

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