JPH10275865A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH10275865A
JPH10275865A JP9080834A JP8083497A JPH10275865A JP H10275865 A JPH10275865 A JP H10275865A JP 9080834 A JP9080834 A JP 9080834A JP 8083497 A JP8083497 A JP 8083497A JP H10275865 A JPH10275865 A JP H10275865A
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JP
Japan
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effect transistor
insulated gate
gate field
diffusion layer
channel insulated
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Shigeo Chishiki
茂雄 知識
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NEC Kyushu Ltd
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NEC Kyushu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/013Manufacturing their source or drain regions, e.g. silicided source or drain regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
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    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P30/00Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
    • H10P30/20Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
    • H10P30/22Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping using masks

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体装置の周辺回路と内部回路あるいはメモ
リセルにそれぞれ要求されるMOSトランジスタの機能
を簡便な方法で実現させる。 【解決手段】半導体基板上に形成された異種のNチャネ
ル型MOSトランジスタを含んで構成される半導体装置
の製造方法において、前記異種のNチャネル型MOSト
ランジスタのうち第1のNチャネル型MOSトランジス
タのゲート電極とソース・ドレイン用の拡散層とを初め
に形成する。この工程では、第2のNチャネル型MOS
トランジスタあるいはPチャネル型MOSトランジスタ
はポリシリコン膜で保護される。そして、第1のNチャ
ネル型MOSトランジスタの形成後に、第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタのゲート電極とソース・ドレイ
ン用の拡散層とを形成する。
(57) Abstract: A function of a MOS transistor required for a peripheral circuit and an internal circuit of a semiconductor device or for a memory cell is realized by a simple method. In a method of manufacturing a semiconductor device including a heterogeneous N-channel MOS transistor formed on a semiconductor substrate, a method of manufacturing a first N-channel MOS transistor among the heterogeneous N-channel MOS transistors is provided. First, a gate electrode and a diffusion layer for source / drain are formed. In this step, the second N-channel MOS
The transistor or P-channel MOS transistor is protected by a polysilicon film. Then, after the formation of the first N-channel MOS transistor, a gate electrode and a source / drain diffusion layer of the second N-channel MOS transistor are formed.

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とその製
造方法に関し 特に絶縁ゲート電界効果トランジスタ
(以下、MOSトランジスタという)の構造とその形成
方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure of an insulated gate field effect transistor (hereinafter, referred to as a MOS transistor) and a method of forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン半導体基板に搭載される半導体
装置では、半導体素子の微細化および高密度化が依然と
して精力的に進められており、現在では0.15〜0.
25μmの寸法基準で設計されたメモリデバイスあるい
はロジックデバイス等の超高集積のあるいは超高速の半
導体デバイスが開発試作されている。このような半導体
デバイスの高集積化あるいは超高速化においては、半導
体デバイスを構成する半導体素子の微細化は必須とな
る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device mounted on a silicon semiconductor substrate, miniaturization and high density of a semiconductor element are still being energetically advanced.
Ultra-high-integration or ultra-high-speed semiconductor devices such as memory devices or logic devices designed on the basis of a size of 25 μm have been developed and prototyped. For high integration or ultra-high speed of such a semiconductor device, miniaturization of a semiconductor element constituting the semiconductor device is indispensable.

【0003】そして、その中でもNチャネル型およびP
チャネル型のMOSトランジスタの微細化が特に重要で
ある。そこで、MOSトランジスタのソース・ドレイン
領域の拡散層の浅接合化、あるいは、MOSトランジス
タのチャネル領域の短チャンネル化が精力的に行われて
いる。このことは、Pチャネル型MOSトランジスタと
Nチャネル型MOSトランジスタの両方にいえる。
[0003] Among them, N channel type and P type
It is particularly important to miniaturize a channel type MOS transistor. Therefore, a shallow junction of a diffusion layer in a source / drain region of a MOS transistor or a short channel in a channel region of a MOS transistor has been vigorously performed. This is true for both P-channel MOS transistors and N-channel MOS transistors.

【0004】また、このようなMOSトランジスタの拡
散層の浅接合化と共に、拡散層表面の高融点金属による
シリサイド化あるいはゲート電極表面をも含めたサリサ
イド化が微細のMOSトランジスタの性能を向上させる
ために必須になっている。特に、ロジック系のデバイス
では、このようなシリサイド化およびサリサイド化は必
須である。
[0004] In addition to such a shallow junction of the diffusion layer of the MOS transistor, silicidation of the surface of the diffusion layer with a refractory metal or salicidation including the surface of the gate electrode improves the performance of a fine MOS transistor. It has become mandatory. In particular, in a logic device, such silicidation and salicidation are indispensable.

【0005】さらに、メモリデバイスではソース・ドレ
イン領域の拡散層のリーク電流の低減が要求される。特
に1個のMOSトランジスタと1個のキャパシタとで構
成されるDRAMのメモリセルにおいて、トランスファ
ゲートとなるMOSトランジスタの拡散層のリーク電流
は、メモリセルの記憶情報の保持時間に直接に関係す
る。そして、半導体素子が微細化しDRAMが高集積化
されるに伴い必要とされる上記の保持時間は長くなる。
そこで、このようなMOSトランジスタの拡散層の不純
物濃度は低減されるようになる。あるいは、この領域の
シリサイド化が省かれるようになる。これは、このよう
な方法が拡散層の接合のリーク電流の低減に効果的とな
るからである。
Further, in a memory device, it is required to reduce a leak current of a diffusion layer in a source / drain region. In particular, in a DRAM memory cell including one MOS transistor and one capacitor, the leakage current of the diffusion layer of the MOS transistor serving as a transfer gate is directly related to the retention time of stored information in the memory cell. As the semiconductor element becomes finer and the DRAM becomes highly integrated, the required holding time becomes longer.
Therefore, the impurity concentration of the diffusion layer of such a MOS transistor is reduced. Alternatively, silicidation of this region is omitted. This is because such a method is effective in reducing the leak current at the junction of the diffusion layer.

【0006】このように半導体素子が微細化していく
と、メモリデバイスとロジックデバイスとが1つの半導
体チップに混載されるようになる。すなわち、システム
・オン・チップの半導体装置が種々に開発されるように
なる。しかし、この場合には、メモリデバイスの製造工
程とロジックデバイスのそれとの整合が必須になる。
[0006] As the semiconductor elements become finer, memory devices and logic devices are mixedly mounted on one semiconductor chip. That is, various kinds of system-on-chip semiconductor devices are developed. However, in this case, it is necessary to match the manufacturing process of the memory device with that of the logic device.

【0007】以下、最新のメモリデバイス、例えば64
メガあるいは256メガDRAMで使用されるMOSト
ランジスタの製造工程について図5と図6に基づいて説
明する。図5と図6は、このような従来の技術を説明す
るための製造工程順の略断面図である。この説明では、
MOSトランジスタの基本構造が形成されるまでの工程
およびその構造が示される。
Hereinafter, the latest memory devices, for example, 64
A manufacturing process of a MOS transistor used in a mega or 256 mega DRAM will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are schematic sectional views in the order of manufacturing steps for explaining such a conventional technique. In this description,
The steps up to the formation of the basic structure of the MOS transistor and the structure are shown.

【0008】図5(a)に示すように、導電型がP型の
シリコン基板101上の所定の領域にNウェル102が
形成される。そして、シリコン基板101の表面に選択
的に素子分離絶縁膜103が形成される。ここで、素子
分離絶縁膜103はリセスLOCOS(Local O
xidation of Silicon)法あるいは
トレンチ分離法で形成される。
As shown in FIG. 5A, an N well 102 is formed in a predetermined region on a P-type silicon substrate 101. Then, the element isolation insulating film 103 is selectively formed on the surface of the silicon substrate 101. Here, the element isolation insulating film 103 is formed by a recess LOCOS (Local O
It is formed by an xidation of silicon method or a trench isolation method.

【0009】次に、シリコン基板101表面の活性領域
にゲート絶縁膜104が形成される。ここで、ゲート絶
縁膜104は膜厚が8nm程度のシリコン酸化膜であ
る。そして、高濃度のリン不純物を含む多結晶シリコン
膜が堆積され、フォトリソグラフィ技術とレジストマス
ク105をエッチングマスクにしたドライエッチング技
術で上記多結晶シリコン膜が微細加工される。このよう
にして、MOSトランジスタのゲート電極106,10
7,108が形成される。
Next, a gate insulating film 104 is formed in the active region on the surface of the silicon substrate 101. Here, the gate insulating film 104 is a silicon oxide film having a thickness of about 8 nm. Then, a polycrystalline silicon film containing a high concentration of phosphorus impurities is deposited, and the polycrystalline silicon film is finely processed by a photolithography technique and a dry etching technique using the resist mask 105 as an etching mask. Thus, the gate electrodes 106 and 10 of the MOS transistor
7, 108 are formed.

【0010】次に、図5(b)に示すように全面にリン
イオン109がイオン注入される。ここで、イオン注入
のエネルギーは50keV程度に、そしてドーズ量は1
×1014イオン/cm2 程度にそれぞれ設定される。そ
して、シリコン基板101の表面に、素子分離絶縁膜お
よびゲート電極106,107に自己整合(セルフアラ
イン)になるようにN型低濃度拡散層110が形成され
る。同様に、Nウェル102表面にも、素子分離絶縁膜
103とゲート電極108にセルフアラインにN型低濃
度拡散層110が形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, phosphorus ions 109 are implanted into the entire surface. Here, the energy of ion implantation is about 50 keV, and the dose is 1
Each is set to about × 10 14 ions / cm 2 . Then, an N-type low concentration diffusion layer 110 is formed on the surface of the silicon substrate 101 so as to be self-aligned with the element isolation insulating film and the gate electrodes 106 and 107. Similarly, on the surface of the N-well 102, an N-type low-concentration diffusion layer 110 is formed in self-alignment with the element isolation insulating film 103 and the gate electrode 108.

【0011】次に、図5(c)に示すように全面にスペ
ーサ用絶縁膜111が堆積される。ここで、このスペー
サ用絶縁膜111は膜厚100nm程度のシリコン酸化
膜である。
Next, as shown in FIG. 5C, a spacer insulating film 111 is deposited on the entire surface. Here, the spacer insulating film 111 is a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm.

【0012】次に、異方性のドライエッチングによりス
ペーサ用絶縁膜111がエッチバックされる。ここで、
ドライエッチングの反応ガスはC2 22 とCOの混
合ガスである。このようにして、図5(d)に示すよう
にゲート電極106,107,108の側壁にスペーサ
絶縁膜112が形成される。このエッチバックの工程
で、素子分離絶縁膜103の表面が50nm〜100n
m程度エッチングされるようになる。これは、製造工程
ではスペーサ用絶縁膜111の膜厚バラツキおよびウェ
ーハ内でのエッチングバラツキがあるために100%程
度のオーバエッチングが施されるためである。
Next, the spacer insulating film 111 is etched back by anisotropic dry etching. here,
The reaction gas for dry etching is a mixed gas of C 2 H 2 F 2 and CO. Thus, the spacer insulating film 112 is formed on the side walls of the gate electrodes 106, 107 and 108 as shown in FIG. In this etch-back process, the surface of the element isolation insulating film 103 has a thickness of 50 nm to 100 n.
about m. This is because about 100% over-etching is performed in the manufacturing process due to variations in the thickness of the spacer insulating film 111 and variations in the etching within the wafer.

【0013】次に、図6(a)に示すようにレジストマ
スク113が形成される。このレジストマスク113
は、ゲート電極106およびスペーサ絶縁膜112を露
出している。このレジストマスク113をマスクにヒ素
イオン114がイオン注入される。ここで、注入エネル
ギーは70keV程度に、ドーズ量は5×1015イオン
/cm2 程度にそれぞれ設定される。このようにして、
N型低濃度拡散層110の領域にN型高濃度拡散層11
5が形成されるようになる。
Next, a resist mask 113 is formed as shown in FIG. This resist mask 113
Exposes the gate electrode 106 and the spacer insulating film 112. Arsenic ions 114 are implanted using the resist mask 113 as a mask. Here, the implantation energy is set to about 70 keV, and the dose is set to about 5 × 10 15 ions / cm 2 . In this way,
The N-type high-concentration diffusion layer 11
5 are formed.

【0014】次に、図6(b)に示すようにレジストマ
スク116が形成される。このレジストマスク116
は、Nウェル102上のゲート電極108およびスペー
サ絶縁膜112を露出している。このレジストマスク1
16をマスクにボロンイオン117がイオン注入され
る。ここで、注入エネルギーは20keV程度に、ドー
ズ量は1×1015イオン/cm2 程度にそれぞれ設定さ
れる。このようにして、N型低濃度拡散層110の領域
にP型高濃度拡散層118が形成される。
Next, a resist mask 116 is formed as shown in FIG. This resist mask 116
Exposes the gate electrode 108 and the spacer insulating film 112 on the N well 102. This resist mask 1
Boron ions 117 are implanted using 16 as a mask. Here, the implantation energy is set to about 20 keV, and the dose is set to about 1 × 10 15 ions / cm 2 . Thus, a P-type high concentration diffusion layer 118 is formed in the region of the N-type low concentration diffusion layer 110.

【0015】次に、レジストマスク116が除去され
る。そして、シリコン基板の洗浄および熱処理が施され
る。この熱処理でNウェル102上のP型高濃度拡散層
118は熱拡散で拡がり、初めに形成されていたN型低
濃度拡散層110はP型高濃度拡散層118aに含まれ
るようになる。
Next, the resist mask 116 is removed. Then, cleaning and heat treatment of the silicon substrate are performed. By this heat treatment, the P-type high-concentration diffusion layer 118 on the N-well 102 is spread by thermal diffusion, and the N-type low-concentration diffusion layer 110 formed first is included in the P-type high-concentration diffusion layer 118a.

【0016】以上のようにして、図6(c)に示すよう
に、シリコン基板101上に形成されたN型低濃度拡散
層110とN型高濃度拡散層115とで構成されたLD
D(Lightly Doped Drain)構造の
ソース・ドレイン用の拡散層と、ゲート絶縁膜104と
ゲート電極106とを有する第1のNチャネル型MOS
トランジスタが形成される。そして、N型低濃度拡散層
110がソース・ドレイン用の拡散層となり、ゲート絶
縁膜104とゲート電極107とを有する第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタも形成される。さらに、シリ
コン基板101上のNウェル102領域に形成されたP
型高濃度拡散層118aがソース・ドレイン用の拡散層
であり、ゲート絶縁膜104とゲート電極108を有す
るPチャネル型MOSトランジスタが形成されるように
なる。
As described above, as shown in FIG. 6C, the LD composed of the N-type low-concentration diffusion layer 110 and the N-type high-concentration diffusion layer 115 formed on the silicon substrate 101.
A first N-channel MOS having a source / drain diffusion layer having a D (Lightly Doped Drain) structure, a gate insulating film 104 and a gate electrode 106;
A transistor is formed. Then, the N-type low-concentration diffusion layer 110 becomes a diffusion layer for source / drain, and a second N-channel MOS transistor having the gate insulating film 104 and the gate electrode 107 is also formed. Furthermore, the P formed in the N well 102 region on the silicon substrate 101
The high-concentration diffusion layer 118a is a diffusion layer for source / drain, and a P-channel MOS transistor having the gate insulating film 104 and the gate electrode 108 is formed.

【0017】なお、このような第1のNチャネル型MO
Sトランジスタ、第2のNチャネル型MOSトランジス
タおよびPチャネル型MOSトランジスタはそれぞれ素
子分離絶縁膜103で互いに絶縁分離されている。
Incidentally, such a first N-channel type MO
The S transistor, the second N-channel type MOS transistor, and the P-channel type MOS transistor are insulated from each other by an element isolation insulating film 103.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術による半導体装置の製造方法では、複数種のMOSト
ランジスタのゲート電極が、同一のフォトリソグラフィ
工程とドライエッチング工程とで形成される。
As described above, in the conventional semiconductor device manufacturing method, the gate electrodes of a plurality of types of MOS transistors are formed by the same photolithography step and dry etching step.

【0019】このために、半導体装置の周辺回路を構成
する上記の第1のNチャネル型MOSトランジスタのソ
ース・ドレイン用のN型低濃度拡散層と、半導体装置の
内部回路あるいはメモリセルを構成する第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタのソース・ドレイン用のN型低
濃度拡散層とが同一構造に形成されるようになる。そし
て、この場合には、従来の技術で説明したようにスペー
サ絶縁膜を形成するエッチバック工程で、第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタの形成されている領域の素子
分離絶縁膜の膜厚が減少していく。また、このエッチバ
ックで第2のNチャネル型MOSトランジスタのソース
・ドレイン用の拡散層表面にドライエッチングによる損
傷が生じる。
For this purpose, an N-type low-concentration diffusion layer for the source / drain of the first N-channel MOS transistor constituting a peripheral circuit of the semiconductor device, and an internal circuit or a memory cell of the semiconductor device are constituted. The N-type low-concentration diffusion layers for the source and drain of the second N-channel MOS transistor are formed in the same structure. In this case, the film thickness of the element isolation insulating film in the region where the second N-channel MOS transistor is formed is reduced by the etch-back step of forming the spacer insulating film as described in the related art. I will do it. In addition, the etch back causes damage due to dry etching on the surface of the source / drain diffusion layer of the second N-channel MOS transistor.

【0020】この素子分離絶縁膜の膜厚減少はチャネル
性のリーク電流を増加させるようになる。また、拡散層
表面の損傷は拡散層のリーク電流を増加させるようにな
る。そして、これらのリーク電流により、メモリセルの
蓄積情報の保持時間が減少するようになり、メモリセル
部の機能が低下するようになる。ここで、周辺回路に使
用される第1のNチャネル型MOSトランジスタは、こ
のようなリーク電流では全く問題とならない。
This decrease in the thickness of the element isolation insulating film causes an increase in channel leakage current. Also, damage to the surface of the diffusion layer increases the leakage current of the diffusion layer. Then, due to these leak currents, the retention time of the stored information of the memory cell is reduced, and the function of the memory cell unit is reduced. Here, the first N-channel MOS transistor used in the peripheral circuit has no problem with such a leakage current.

【0021】また、従来の技術のような方法で、第1の
Nチャネル型MOSトランジスタを高性能化するために
ソース・ドレイン用の拡散層をシリサイド化しようとす
ると、第2のNチャネル型MOSトランジスタのソース
・ドレイン用の拡散層の表面もシリサイド化されてしま
う。しかし、この第2のNチャネル型MOSトランジス
タのソース・ドレイン用の拡散層表面のシリサイド化も
拡散層のリーク電流を増加させるようになる。このため
に、従来の技術ではメモリデバイスとロジックデバイス
とを半導体チップに混載させることが困難になる。
In order to improve the performance of the first N-channel MOS transistor by using a conventional technique, the source / drain diffusion layer is silicided. The surface of the source / drain diffusion layer of the transistor is also silicided. However, silicidation of the surface of the source / drain diffusion layer of the second N-channel MOS transistor also increases the leakage current of the diffusion layer. For this reason, it is difficult to mix a memory device and a logic device on a semiconductor chip with the conventional technology.

【0022】本発明の目的は、半導体装置の周辺回路と
内部回路あるいはメモリセルにそれぞれ使用されるMO
Sトランジスタの機能を簡便な方法で最適化できる半導
体装置とその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device with peripheral circuits and internal circuits or MO cells used for memory cells.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of optimizing the function of an S transistor by a simple method and a method of manufacturing the same.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置の製造方法は、半導体基板上に形成された異種の
Nチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタを含んで
構成される半導体装置の製造方法であって、前記異種の
Nチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのうち第
1のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲ
ート電極とソース・ドレイン用の拡散層とを初めに形成
した後、次に、第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果
トランジスタのゲート電極とソース・ドレイン用の拡散
層とを形成するようになる。
SUMMARY OF THE INVENTION To this end, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device including different types of N-channel insulated gate field effect transistors formed on a semiconductor substrate. And after first forming a gate electrode and a source / drain diffusion layer of the first N-channel insulated gate field-effect transistor among the different types of N-channel insulated gate field-effect transistors, The gate electrode and the source / drain diffusion layers of the second N-channel insulated gate field effect transistor are formed.

【0024】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の活性領域にゲート絶縁膜を形成し前
記ゲート絶縁膜を被覆するようにポリシリコン膜を堆積
させる工程と、前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電界
効果トランジスタのゲート電極を形成すると共に前記第
2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタある
いはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの形
成領域には前記ポリシリコン膜が残存するように前記ポ
リシリコン膜をパターニングする工程と、前記第2のN
チャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタあるいはP
チャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成領域
に残存するポリシリコン膜をマスクに不純物をイオン注
入すると共に前記ゲート電極の側壁にスペーサ絶縁膜を
形成しLDD構造であって前記第1のNチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタのソース・ドレイン領域を
形成する工程とを含む。
That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a gate insulating film in an active region on a semiconductor substrate and depositing a polysilicon film so as to cover the gate insulating film; A gate electrode of the N-channel insulated gate field effect transistor is formed, and the polysilicon film is left in a region where the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor is formed. Patterning the polysilicon film;
Channel type insulated gate field effect transistor or P
An impurity is ion-implanted using a polysilicon film remaining in a region where a channel-type insulated gate field-effect transistor is formed as a mask, and a spacer insulating film is formed on a side wall of the gate electrode. Forming source / drain regions of the gate field effect transistor.

【0025】あるいは、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の活性領域にゲート絶縁膜を形成し前
記ゲート絶縁膜を被覆するようにポリシリコン膜を堆積
させる工程と、前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電界
効果トランジスタのゲート電極を形成すると共に前記第
2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタある
いはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの形
成領域には前記ポリシリコン膜が残存するように前記ポ
リシリコン膜をパターニングする工程と、前記第2のN
チャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタあるいはP
チャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成領域
に残存するポリシリコン膜をマスクに不純物をイオン注
入すると共に前記ゲート電極の側壁にスペーサ絶縁膜を
形成し前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタのソース・ドレイン用の拡散層を形成する工程
と、前記ゲート電極上、ソース・ドレイン用の拡散層上
および前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタの形成領域に残存するポリシリコン膜上に選択
的にシリサイド層を形成する工程とを含む。
Alternatively, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a gate insulating film in an active region on a semiconductor substrate and depositing a polysilicon film so as to cover the gate insulating film; A gate electrode of the N-channel insulated gate field effect transistor is formed, and the polysilicon film is left in a region where the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor is formed. Patterning the polysilicon film;
Channel type insulated gate field effect transistor or P
Impurities are ion-implanted using the polysilicon film remaining in the formation region of the channel type insulated gate field effect transistor as a mask, and a spacer insulating film is formed on the side wall of the gate electrode to form the first N channel type insulated gate field effect transistor. Forming a source / drain diffusion layer; and forming the source electrode / drain diffusion layer and the second N-channel insulated gate field-effect transistor or the P-channel insulated gate field-effect transistor. Selectively forming a silicide layer on the polysilicon film remaining in the region.

【0026】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタの形成領域に残存するポリシリコン膜あるいは該
ポリシリコン膜上のシリサイド層をパターニングし前記
第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの
ゲート電極を形成する工程と、再度不純物をイオン注入
し前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジ
スタのソース・ドレイン用の拡散層を形成する工程を含
む。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the polysilicon film remaining in the formation region of the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor or the polysilicon film Patterning the upper silicide layer to form a gate electrode of the second N-channel insulated gate field effect transistor; and ion-implanting impurities again to form a source / drain of the second N-channel insulated gate field effect transistor. Forming a diffusion layer.

【0027】そして、本発明の半導体装置では、半導体
装置の周辺回路は上記ような第1のNチャネル型絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタで構成され、半導体装置の内
部回路あるいはメモリセルは上記の第2のNチャネル型
絶縁ゲート電界効果トランジスタで構成されている。
In the semiconductor device of the present invention, the peripheral circuit of the semiconductor device is constituted by the first N-channel insulated gate field effect transistor as described above, and the internal circuit or the memory cell of the semiconductor device is constituted by the second circuit. It is composed of an N-channel insulated gate field effect transistor.

【0028】以上のように本発明では、第1のNチャネ
ル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート電極を形
成すると共に前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効
果トランジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効
果トランジスタの形成領域には前記ポリシリコン膜が残
存するように前記ポリシリコン膜をパターニングする。
そして、この第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタの形成領域に残存するポリシリコン膜が、第
1のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのソ
ース・ドレイン領域を形成する工程において、前記第2
のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタあるい
はPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタの形成
領域を保護することになる。なお、本発明における製造
工程でのフォトリソグラフィ工程数は、従来の技術で説
明した製造工程でのそれと変わらない。
As described above, according to the present invention, the gate electrode of the first N-channel insulated gate field effect transistor is formed and the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor is formed. The polysilicon film is patterned so that the polysilicon film remains in the formation region of.
Then, the polysilicon film remaining in the formation region of the second N-channel insulated gate field-effect transistor or the P-channel insulated gate field-effect transistor forms a source / drain region of the first N-channel insulated gate field-effect transistor. In the step of forming
Of the N channel type insulated gate field effect transistor or the P channel type insulated gate field effect transistor. Note that the number of photolithography steps in the manufacturing process according to the present invention is not different from that in the manufacturing process described in the related art.

【0029】このようにして、簡便な方法で、周辺回路
用には高性能の絶縁ゲート電界効果トランジスタが形成
され、内部回路あるいはメモリセル用にはリーク電流の
低い絶縁ゲート電界効果トランジスタが形成できるよう
になる。
As described above, a high-performance insulated gate field effect transistor can be formed for a peripheral circuit and an insulated gate field effect transistor having a low leak current can be formed for an internal circuit or a memory cell by a simple method. Become like

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図1乃至図3に基づいて説明する。これらの図は本発
明の半導体装置の製造方法を説明するための製造工程順
の断面図である。以下、本発明の製造方法が説明される
が、本発明の半導体装置の構造はこの説明の中で示され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. These drawings are cross-sectional views in the order of manufacturing steps for describing the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described. The structure of the semiconductor device of the present invention is shown in this description.

【0031】図1(a)に示すように、従来の技術で説
明したのと同様に導電型がP型のシリコン基板1の所定
の領域に導電型がN型のNウェル層2が形成される。そ
して、シリコン基板1の表面部に選択的に素子分離絶縁
膜3が形成される。
As shown in FIG. 1A, an N-well layer 2 of N-type conductivity is formed in a predetermined region of a silicon substrate 1 of P-type conductivity as described in the prior art. You. Then, the element isolation insulating film 3 is selectively formed on the surface of the silicon substrate 1.

【0032】次に、シリコン基板1表面の活性領域にゲ
ート絶縁膜4が形成される。ここで、ゲート絶縁膜4は
膜厚が6nm程度のシリコン酸化膜あるいはシリコンオ
キシナイトライド膜である。そして、1×1020原子/
cm3 程度のリン不純物を含むポリシリコン膜5が化学
気相成長(CVD)法で堆積される。ここで、ポリシリ
コン膜5の膜厚は300nm程度に設定される。
Next, a gate insulating film 4 is formed in the active region on the surface of the silicon substrate 1. Here, the gate insulating film 4 is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film having a thickness of about 6 nm. And 1 × 10 20 atoms /
A polysilicon film 5 containing a phosphorus impurity of about cm 3 is deposited by a chemical vapor deposition (CVD) method. Here, the thickness of the polysilicon film 5 is set to about 300 nm.

【0033】次に、図1(b)に示すようにレジストマ
スク6をエッチングマスクにしたドライエッチングでポ
リシリコン膜5が微細加工される。このようにして、初
めに、周辺回路用の第1のNチャネル型MOSトランジ
スタのゲート電極7が形成される。その後、このレジス
トマスク6は除去される。
Next, as shown in FIG. 1B, the polysilicon film 5 is finely processed by dry etching using the resist mask 6 as an etching mask. Thus, first, the gate electrode 7 of the first N-channel MOS transistor for the peripheral circuit is formed. Thereafter, the resist mask 6 is removed.

【0034】次に、図1(c)に示すように全面にリン
イオン8がイオン注入される。ここで、イオン注入のエ
ネルギーは40keV程度に、そしてドーズ量は1×1
14イオン/cm2 程度にそれぞれ設定される。そし
て、熱処理が施され第1のN型低濃度拡散層9が形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 1C, phosphorus ions 8 are implanted into the entire surface. Here, the energy of the ion implantation is about 40 keV, and the dose is 1 × 1.
0 14 ions / cm 2 about the respective set. Then, heat treatment is performed to form a first N-type low concentration diffusion layer 9.

【0035】ここで、内部回路あるいはメモリセルを構
成するようになる第2のNチャネル型MOSトランジス
タおよびPチャネル型MOSトランジスタの領域はポリ
シリコン膜5aで被覆される。このために、リンイオン
8はこのような領域には注入されないことになる。
Here, the region of the second N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor which constitute the internal circuit or the memory cell is covered with the polysilicon film 5a. For this reason, the phosphorus ions 8 are not implanted into such a region.

【0036】次に、図2(a)に示すようにポリシリコ
ン膜5a、ゲート電極7等全面を被覆するようにスペー
サ用絶縁膜10が堆積される。ここで、このスペーサ用
絶縁膜10は膜厚150nm程度のシリコン酸化膜であ
る。
Next, as shown in FIG. 2A, a spacer insulating film 10 is deposited so as to cover the entire surface of the polysilicon film 5a, the gate electrode 7, and the like. Here, the spacer insulating film 10 is a silicon oxide film having a thickness of about 150 nm.

【0037】次に、従来の技術で説明したように、異方
性のドライエッチングによりスペーサ用絶縁膜10がエ
ッチバックされる。ここで、ドライエッチングの反応ガ
スはC4 8 とCOの混合ガスである。このようにし
て、図2(b)に示すようにゲート電極7およびポリシ
リコン膜5aの側壁にスペーサ絶縁膜11および11a
が形成される。なお、ここで内部回路あるいはメモりセ
ル領域の素子分離絶縁膜3はポリシリコン膜5aで被覆
されている。このために、このエッチバックの工程でこ
の領域の素子分離絶縁膜3の表面は全くエッチングされ
ないことになる。
Next, as described in the background art, the spacer insulating film 10 is etched back by anisotropic dry etching. Here, the reaction gas for the dry etching is a mixed gas of C 4 F 8 and CO. In this way, as shown in FIG. 2B, the spacer insulating films 11 and 11a are formed on the side walls of the gate electrode 7 and the polysilicon film 5a.
Is formed. Here, the element isolation insulating film 3 in the internal circuit or the memory cell region is covered with the polysilicon film 5a. For this reason, the surface of the element isolation insulating film 3 in this region is not etched at all in this etch back process.

【0038】引き続いて、図2(c)に示すように全面
にヒ素イオン12がイオン注入される。そして、熱処理
が施される。ここで、注入エネルギーは70keV程度
に、ドーズ量は5×1015イオン/cm2 程度にそれぞ
れ設定される。このようにして、ゲート電極7とスペー
サ絶縁膜11とにセルフアラインにしかも第1のN型低
濃度拡散層9の領域にN型高濃度拡散層13が形成され
るようになる。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, arsenic ions 12 are implanted over the entire surface. Then, a heat treatment is performed. Here, the implantation energy is set to about 70 keV, and the dose is set to about 5 × 10 15 ions / cm 2 . Thus, the N-type high-concentration diffusion layer 13 is formed in a self-aligned manner with the gate electrode 7 and the spacer insulating film 11 and in the region of the first N-type low-concentration diffusion layer 9.

【0039】ここで、ポリシリコン膜5aは、第2のN
チャネル型MOSトランジスタおよびPチャネル型MO
Sトランジスタの領域にヒ素イオン12が進入するのを
防止するようになる。
Here, the polysilicon film 5a is formed of the second N
Channel type MOS transistor and P channel type MO
Arsenic ions 12 are prevented from entering the region of the S transistor.

【0040】次に、図3(a)に示すようにレジストマ
スク14をエッチングマスクにしたドライエッチングで
ポリシリコン膜5aが微細加工される。このようにし
て、内部回路あるいはメモリセル用の第2のNチャネル
型MOSトランジスタのゲート電極15およびポリシリ
コン膜5bが形成される。次に、図3(a)に示すよう
に全面にヒ素イオン16がイオン注入される。ここで、
イオン注入のエネルギーは50keV程度に、そしてド
ーズ量は5×1013イオン/cm2 程度にそれぞれ設定
される。そして、熱処理が施され第2のN型低濃度拡散
層17が形成される。
Next, as shown in FIG. 3A, the polysilicon film 5a is finely processed by dry etching using the resist mask 14 as an etching mask. Thus, the gate electrode 15 and the polysilicon film 5b of the second N-channel MOS transistor for the internal circuit or the memory cell are formed. Next, arsenic ions 16 are ion-implanted over the entire surface as shown in FIG. here,
The ion implantation energy is set to about 50 keV, and the dose is set to about 5 × 10 13 ions / cm 2 . Then, heat treatment is performed to form a second N-type low concentration diffusion layer 17.

【0041】ここで、周辺回路を構成するようになる第
1のNチャネル型MOSトランジスタおよびPチャネル
型MOSトランジスタの領域はレジストマスク14で被
覆される。このために、ヒ素イオン16はこのような領
域には注入されないことになる。
Here, the regions of the first N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor which constitute the peripheral circuit are covered with a resist mask 14. As a result, arsenic ions 16 will not be implanted into such regions.

【0042】次に、図3(b)に示すようにレジストマ
スク18が形成される。このレジストマスク18をエッ
チングマスクにポリシリコン膜5bがドライエッチング
される。そして、Pチャネル型MOSトランジスタのゲ
ート電極19が形成される。さらに、このレジストマス
ク18をマスクにボロンイオン20がイオン注入され
る。ここで、注入エネルギーは20keV程度に、ドー
ズ量は1×1015イオン/cm2 程度にそれぞれ設定さ
れる。このようにして、Nウェル2表面のゲート電極1
9にセルフアラインにP型高濃度拡散層21が形成され
るそして、レジストマスク18が除去される。以上のよ
うにして、図3(c)に示すように、シリコン基板1上
に形成された第1のN型低濃度拡散層9とN型高濃度拡
散層13とで構成されたLDD構造のソース・ドレイン
用の拡散層と、ゲート絶縁膜4、ゲート電極7およびス
ペーサ絶縁膜11とを有する第1のNチャネル型MOS
トランジスタが形成される。そして、第2のN型低濃度
拡散層17がソース・ドレイン用の拡散層となり、ゲー
ト絶縁膜4とゲート電極15とを有する第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタが形成される。さらに、シリコ
ン基板1上のNウェル2領域に形成されたP型高濃度拡
散層21がソース・ドレイン用の拡散層であり、ゲート
絶縁膜4とゲート電極19とを有するPチャネル型MO
Sトランジスタが形成されるようになる。
Next, a resist mask 18 is formed as shown in FIG. The polysilicon film 5b is dry-etched using the resist mask 18 as an etching mask. Then, a gate electrode 19 of the P-channel MOS transistor is formed. Further, boron ions 20 are ion-implanted using the resist mask 18 as a mask. Here, the implantation energy is set to about 20 keV, and the dose is set to about 1 × 10 15 ions / cm 2 . Thus, the gate electrode 1 on the surface of the N well 2
9, a P-type high concentration diffusion layer 21 is formed in a self-aligned manner, and the resist mask 18 is removed. As described above, as shown in FIG. 3C, the LDD structure of the first N-type low concentration diffusion layer 9 and the N-type high concentration diffusion layer 13 formed on the silicon substrate 1 is formed. A first N-channel MOS having a source / drain diffusion layer, a gate insulating film 4, a gate electrode 7, and a spacer insulating film 11
A transistor is formed. Then, the second N-type low-concentration diffusion layer 17 becomes a diffusion layer for source and drain, and a second N-channel MOS transistor having the gate insulating film 4 and the gate electrode 15 is formed. Further, a P-type high-concentration diffusion layer 21 formed in the N-well 2 region on the silicon substrate 1 is a source / drain diffusion layer, and has a P-channel type MO having a gate insulating film 4 and a gate electrode 19.
An S transistor is formed.

【0043】本発明の第1の実施の形態では、半導体装
置の周辺回路を構成するMOSトランジスタすなわち第
1のNチャネル型MOSトランジスタのゲート電極の側
壁にスペーサ絶縁膜11が形成される工程で、内部回路
あるいはメモリセルの形成される領域はポリシリコン膜
5aで被覆されている。このために、この領域の素子分
離絶縁膜表面のエッチバックによる膜減りは全く無くな
る。また、第1のNチャネル型MOSトランジスタの第
1のN型低濃度拡散層9と第2のNチャネル型MOSト
ランジスタの第2のN型低濃度拡散層17とは独立に形
成される。このために、第2のN型低濃度拡散層17の
不純物種類を変えたり、その不純物濃度を第1のN型低
濃度拡散層のそれより低くすることが可能になる。
In the first embodiment of the present invention, the step of forming the spacer insulating film 11 on the side wall of the gate electrode of the MOS transistor forming the peripheral circuit of the semiconductor device, ie, the first N-channel MOS transistor, A region where an internal circuit or a memory cell is formed is covered with a polysilicon film 5a. Therefore, the film loss due to the etch back of the surface of the element isolation insulating film in this region is completely eliminated. Further, the first N-type low concentration diffusion layer 9 of the first N-channel type MOS transistor and the second N-type low concentration diffusion layer 17 of the second N-channel type MOS transistor are formed independently. For this reason, it becomes possible to change the kind of impurities of the second N-type low concentration diffusion layer 17 or to make the impurity concentration lower than that of the first N-type low concentration diffusion layer.

【0044】このために、周辺回路用の高性能なたとえ
ばホットエレクトロン耐性の高いMOSトランジスタの
製造と、内部回路あるいはメモリセル用の高機能たとえ
ばリーク電流の低いMOSトランジスタの製造との両立
が容易になる。なお、この実施の形態でのフォトリソグ
ラフィ工程数は、従来の技術で説明した製造工程でのそ
れと変わらない。
For this reason, it is easy to manufacture a high-performance MOS transistor for peripheral circuits, for example, having high hot electron resistance, and a high-performance MOS transistor for internal circuits or memory cells, for example, a MOS transistor with low leakage current. Become. Note that the number of photolithography steps in this embodiment is not different from that in the manufacturing steps described in the related art.

【0045】次に、本発明の第2の実施の形態を図4に
基づいて説明する。図4は本発明の半導体装置を説明す
るための製造工程順の断面図である。以下、本発明の製
造方法が説明されるが、本発明の半導体装置の構造はこ
の説明の中で示される。なお、この第2の実施例は、本
発明をMOSトランジスタのシリサイド化に適用する場
合である。ここで、第1の実施の形態で説明したものと
同一のものは同一の符号で示される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view illustrating a semiconductor device of the present invention in the order of manufacturing steps. Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described. The structure of the semiconductor device of the present invention is shown in this description. The second embodiment is a case where the present invention is applied to silicidation of a MOS transistor. Here, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0046】本発明の半導体装置は、第1の実施の形態
の図2(c)の工程までは同様に形成されるのでその工
程の説明は省略される。
Since the semiconductor device of the present invention is formed in the same manner as in the first embodiment up to the step of FIG. 2C, the description of the step is omitted.

【0047】続いて、全面に高融点金属膜が形成され熱
処理が施されて、図4(a)に示すように、ゲート電極
7上、第1のN型低濃度拡散層9およびN型高濃度拡散
層13上さらにはポリシリコン膜5a上がシリサイド化
される。このようにして、ゲート電極7上にゲートシリ
サイド層22が、第1のN型低濃度拡散層9およびN型
高濃度拡散層13上にソース・ドレインシリサイド層2
3が形成される。また、同時にポリシリコン膜5a上に
シリサイド膜24が形成される。ここで、このようなシ
リサイド材料としてチタンが用いられる。
Subsequently, a refractory metal film is formed on the entire surface and is subjected to a heat treatment to form a first N-type low concentration diffusion layer 9 and an N-type high concentration diffusion layer 9 on the gate electrode 7 as shown in FIG. The concentration diffusion layer 13 and the polysilicon film 5a are silicided. Thus, the gate silicide layer 22 is formed on the gate electrode 7, and the source / drain silicide layer 2 is formed on the first N-type low concentration diffusion layer 9 and the N-type high concentration diffusion layer 13.
3 is formed. At the same time, a silicide film 24 is formed on the polysilicon film 5a. Here, titanium is used as such a silicide material.

【0048】次に、第1の実施の形態で説明したのと同
様にして、図4(b)に示すようにレジストマスク14
をエッチングマスクにしたドライエッチングがなされ
る。このドライエッチングでは、シリサイド膜24およ
びポリシリコン膜5aが順に微細加工される。このよう
にして、内部回路あるいはメモリセル用の第2のNチャ
ネル型MOSトランジスタのゲート電極15およびゲー
トシリサイド層25が形成される。また、同時にポリシ
リコン膜5bおよびシリサイド膜24aが形成される。
そして、全面にヒ素イオン16がイオン注入される。こ
こで、イオン注入のエネルギーは50keV程度に、そ
してドーズ量は1×1013イオン/cm2程度にそれぞ
れ設定される。そして、熱処理が施され第2のN型低濃
度拡散層17が形成される。
Next, in the same manner as described in the first embodiment, as shown in FIG.
Is used as an etching mask. In this dry etching, the silicide film 24 and the polysilicon film 5a are finely processed in order. Thus, the gate electrode 15 and the gate silicide layer 25 of the internal circuit or the second N-channel MOS transistor for the memory cell are formed. At the same time, a polysilicon film 5b and a silicide film 24a are formed.
Then, arsenic ions 16 are ion-implanted over the entire surface. Here, the energy of the ion implantation is set to about 50 keV, and the dose is set to about 1 × 10 13 ions / cm 2 . Then, heat treatment is performed to form a second N-type low concentration diffusion layer 17.

【0049】次に、図4(c)に示すようにレジストマ
スク18が形成される。このレジストマスク18をエッ
チングマスクにポリシリコン膜5bとシリサイド膜24
aがドライエッチングされる。そして、Pチャネル型M
OSトランジスタのゲート電極19とゲートシリサイド
層26とが形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, a resist mask 18 is formed. Using the resist mask 18 as an etching mask, the polysilicon film 5b and the silicide film 24 are used.
a is dry-etched. And the P channel type M
The gate electrode 19 of the OS transistor and the gate silicide layer 26 are formed.

【0050】さらに、このレジストマスク18をマスク
にボロンイオン20がイオン注入される。ここで、注入
エネルギーは20keV程度に、ドーズ量は1×1015
イオン/cm2 程度にそれぞれ設定される。このように
して、P型高濃度拡散層21が形成されるようになる。
Further, boron ions 20 are ion-implanted using the resist mask 18 as a mask. Here, the implantation energy is about 20 keV and the dose is 1 × 10 15
Each is set to about ion / cm 2 . Thus, the P-type high concentration diffusion layer 21 is formed.

【0051】以上のようにして、図4(d)に示すよう
に、シリコン基板1上に形成された第1のN型低濃度拡
散層9とN型高濃度拡散層13とで構成されたLDD構
造のソース・ドレイン用の拡散層とソース・ドレインシ
リサイド層23、ゲート絶縁膜4、ゲート電極7および
ゲートシリサイド層22とを有する第1のNチャネル型
MOSトランジスタが形成される。
As described above, as shown in FIG. 4D, the first N-type low concentration diffusion layer 9 and the N-type high concentration diffusion layer 13 formed on the silicon substrate 1 are formed. A first N-channel MOS transistor including a source / drain diffusion layer having an LDD structure, a source / drain silicide layer 23, a gate insulating film 4, a gate electrode 7, and a gate silicide layer 22 is formed.

【0052】また、第2のN型低濃度拡散層17がソー
ス・ドレイン用の拡散層となり、ゲート絶縁膜4、ゲー
ト電極15およびゲートシリサイド層25を有する第2
のNチャネル型MOSトランジスタが形成される。さら
に、シリコン基板1上のNウェル2領域に形成されたP
型高濃度拡散層21がソース・ドレイン用の拡散層とな
り、ゲート絶縁膜4、ゲート電極19およびゲートシリ
サイド層26を有するPチャネル型MOSトランジスタ
が形成されるようになる。
The second N-type low-concentration diffusion layer 17 serves as a source / drain diffusion layer and has a gate insulating film 4, a gate electrode 15, and a gate silicide layer 25.
Is formed. Further, the P formed in the N well 2 region on the silicon substrate 1
The high-concentration diffusion layer 21 becomes a diffusion layer for source / drain, and a P-channel MOS transistor having the gate insulating film 4, the gate electrode 19 and the gate silicide layer 26 is formed.

【0053】本発明の第2の実施の形態では、半導体装
置の周辺回路を構成するMOSトランジスタすなわち第
1のNチャネル型MOSトランジスタのゲート電極およ
びにソース・ドレイン拡散層上にシリサイド層が、他の
種類のMOSトランジスタとは独立に形成される。
In the second embodiment of the present invention, a MOS transistor constituting a peripheral circuit of a semiconductor device, that is, a gate electrode of a first N-channel MOS transistor, a silicide layer on a source / drain diffusion layer, and another Are formed independently of the MOS transistors of the type.

【0054】このために、スペーサ絶縁膜11が形成さ
れる工程で、内部回路あるいはメモリセルの形成される
領域はポリシリコン膜5aで被覆される。そして、この
領域の素子分離絶縁膜表面のエッチバックによる膜減り
は全く無くなる。また、第1のNチャネル型MOSトラ
ンジスタの第1のN型低濃度拡散層9と第2のNチャネ
ル型MOSトランジスタの第2のN型低濃度拡散層17
とは独立に形成される。このために、第2のN型低濃度
拡散層17の不純物種類を変えたり、その不純物濃度を
第1のN型低濃度拡散層のそれより低くすることが可能
になる。
For this reason, in the step of forming the spacer insulating film 11, the region where the internal circuit or the memory cell is formed is covered with the polysilicon film 5a. Then, the film loss due to the etch back of the surface of the element isolation insulating film in this region is completely eliminated. The first N-type low concentration diffusion layer 9 of the first N-channel type MOS transistor and the second N-type low concentration diffusion layer 17 of the second N-channel type MOS transistor
And is formed independently. For this reason, it becomes possible to change the kind of impurities of the second N-type low concentration diffusion layer 17 or to make the impurity concentration lower than that of the first N-type low concentration diffusion layer.

【0055】このようにして、周辺回路用のMOSトラ
ンジスタは高速化されより高性能化される。そして、内
部回路あるいはメモリセル用のMOSトランジスタは、
リーク電流の低いMOSトランジスタとなる。
In this way, the speed of the MOS transistor for the peripheral circuit is increased and the performance is further improved. Then, the MOS transistor for the internal circuit or the memory cell is
A MOS transistor with low leakage current is obtained.

【0056】以上に説明した実施の形態では、第2のN
チャネル型MOSトランジスタの形成後にPチャネル型
MOSトランジスタが形成される場合が示されている。
しかし本発明はこれに限定されるものでなく、Pチャネ
ル型MOSトランジスタの形成後に第2のNチャネル型
MOSトランジスタが形成されてもよいことに言及して
おく。
In the embodiment described above, the second N
The case where a P-channel MOS transistor is formed after the formation of a channel MOS transistor is shown.
However, the present invention is not limited to this, and it should be noted that the second N-channel MOS transistor may be formed after the formation of the P-channel MOS transistor.

【0057】また、本発明は、互いに構造の異なるNチ
ャネル型MOSトランジスタで構成される半導体装置に
も同様に適用できるものである。
The present invention can be similarly applied to a semiconductor device composed of N-channel MOS transistors having different structures.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、半
導体基板上に異種のNチャネル型MOSトランジスタを
形成する場合に、異種のNチャネル型MOSトランジス
タのうち第1のNチャネル型MOSトランジスタのゲー
ト電極とソース・ドレイン用の拡散層とを初めに形成し
た後、次に、第2のNチャネル型MOSトランジスタの
ゲート電極とソース・ドレイン用の拡散層とを形成す
る。
As described above, according to the present invention, when different types of N-channel MOS transistors are formed on a semiconductor substrate, the first N-channel type MOS transistor among the different types of N-channel type MOS transistors can be used. After first forming the gate electrode and the diffusion layer for the source / drain, the gate electrode of the second N-channel MOS transistor and the diffusion layer for the source / drain are formed.

【0059】具体的には、半導体基板上の活性領域にゲ
ート絶縁膜を形成し前記ゲート絶縁膜を被覆するように
ポリシリコン膜を堆積させる。次に、第1のNチャネル
型MOSトランジスタのゲート電極を形成すると共に前
記第2のNチャネル型MOSトランジスタあるいはPチ
ャネル型MOSトランジスタの形成領域には前記ポリシ
リコン膜が残存するように前記ポリシリコン膜をパター
ニングする。そして、第2のNチャネル型MOSトラン
ジスタあるいはPチャネル型MOSトランジスタの形成
領域に残存するポリシリコン膜をマスクに不純物のイオ
ン注入あるいはシリサイド化を行い第1のNチャネル型
MOSトランジスタのソース・ドレイン領域を形成す
る。
Specifically, a gate insulating film is formed in an active region on a semiconductor substrate, and a polysilicon film is deposited so as to cover the gate insulating film. Next, a gate electrode of a first N-channel MOS transistor is formed, and the polysilicon is formed so that the polysilicon film remains in a formation region of the second N-channel MOS transistor or the P-channel MOS transistor. Pattern the film. Then, using the polysilicon film remaining in the formation region of the second N-channel MOS transistor or the P-channel MOS transistor as a mask, ion implantation or silicidation of impurities is performed to form a source / drain region of the first N-channel MOS transistor. To form

【0060】そして、半導体装置の周辺回路を構成する
MOSトランジスタを第1のNチャネル型MOSトラン
ジスタで形成し、半導体装置の内部回路あるいはメモリ
セルを構成するMOSトランジスタを第2のNチャネル
型MOSトランジスタでそれぞれ独立に形成する。
The MOS transistor forming the peripheral circuit of the semiconductor device is formed of a first N-channel MOS transistor, and the MOS transistor forming the internal circuit of the semiconductor device or the memory cell is formed of a second N-channel MOS transistor. Are formed independently.

【0061】このようにすることで、周辺回路を構成す
るMOSトランジスタは容易に高性能化すると共に、内
部回路特にメモリセルを構成するMOSトランジスタの
リーク電流は大幅に低減するようになる。そして、メモ
リセルの蓄積情報の保持時間が大幅に増大するようにな
る。
In this manner, the performance of the MOS transistors constituting the peripheral circuit can be easily improved, and the leakage current of the internal circuit, particularly, the MOS transistors constituting the memory cells can be greatly reduced. Then, the retention time of the stored information of the memory cell is greatly increased.

【0062】また、本発明では、半導体装置の周辺回路
を構成するMOSトランジスタは内部回路あるいはメモ
リセルを構成するMOSトランジスタとは独立にサリサ
イド化できる。このように、本発明では、メモリデバイ
スとロジックデバイスとを半導体チップに混載させるこ
とが容易になる。
Further, according to the present invention, the MOS transistors constituting the peripheral circuit of the semiconductor device can be salicided independently of the MOS transistors constituting the internal circuit or the memory cell. As described above, according to the present invention, it becomes easy to mix a memory device and a logic device on a semiconductor chip.

【0063】このように、本発明によりメモリデバイス
とロジックデバイスとを半導体チップに混載させること
が非常に簡便になり、新しい機能を有するシステムLS
Iの開発が促進されるようになる。
As described above, according to the present invention, it becomes very simple to mix a memory device and a logic device on a semiconductor chip, and a system LS having a new function is provided.
I development will be promoted.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための半
導体装置の製造工程順の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】本発明の第1の実施の形態を説明するための半
導体装置の製造工程順の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図3】本発明の第1の実施の形態を説明するための半
導体装置の製造工程順の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための製
造工程順の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating a second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図5】従来の技術を説明するための半導体装置の製造
工程順の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor device for explaining a conventional technique in a manufacturing process order.

【図6】従来の技術を説明するための半導体装置の製造
工程順の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor device for explaining a conventional technique in a manufacturing process order.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101 シリコン基板 2,102 Nウェル 3,103 素子分離絶縁膜 4,104 ゲート絶縁膜 5,5a,5b ポリシリコン膜 6,14,18,105,113,116 レジスト
マスク 7,15,19,106,107,108 ゲート電
極 8,109 リンイオン 9 第1のN型低濃度拡散層 10,111 スペーサ用絶縁膜 11,11a,112 スペーサ絶縁膜 12,16,114 ヒ素イオン 13,115 N型高濃度拡散層 17 第2のN型低濃度拡散層 20,117 ボロンイオン 21,118,118a P型高濃度拡散層 22,25,26 ゲートシリサイド層 23 ソース・ドレインシリサイド層 24,24a シリサイド膜 110 N型低濃度拡散層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Silicon substrate 2,102 N well 3,103 Element isolation insulating film 4,104 Gate insulating film 5,5a, 5b Polysilicon film 6,14,18,105,113,116 Resist mask 7,15,19, 106, 107, 108 Gate electrode 8, 109 Phosphorus ion 9 First N-type low concentration diffusion layer 10, 111 Spacer insulating film 11, 11a, 112 Spacer insulating film 12, 16, 114 Arsenic ion 13, 115 N-type high concentration Diffusion layer 17 Second N-type low-concentration diffusion layer 20,117 Boron ions 21,118,118a P-type high-concentration diffusion layer 22,25,26 Gate silicide layer 23 Source / drain silicide layer 24,24a Silicide film 110 N-type Low concentration diffusion layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 21/336 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/78 21/336

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された異種のNチャ
ネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタを含んで構成さ
れる半導体装置の製造方法であって、前記異種のNチャ
ネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのうち第1のN
チャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート電
極とソース・ドレイン用の拡散層とを初めに形成した
後、次に、第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタのゲート電極とソース・ドレイン用の拡散層と
を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device including a heterogeneous N-channel insulated gate field-effect transistor formed on a semiconductor substrate, the method comprising: The first N
After the gate electrode of the channel-type insulated-gate field-effect transistor and the diffusion layer for the source / drain are formed first, the diffusion of the gate electrode and the source-drain of the second N-channel insulated-gate field-effect transistor are then performed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a layer.
【請求項2】 半導体基板上の活性領域にゲート絶縁膜
を形成し前記ゲート絶縁膜を被覆するようにポリシリコ
ン膜を堆積させる工程と、前記第1のNチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタのゲート電極を形成すると
共に前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタの形成領域には前記ポリシリコン膜が残存するよ
うに前記ポリシリコン膜をパターニングする工程と、前
記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
あるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
の形成領域に残存するポリシリコン膜をマスクに不純物
をイオン注入すると共に前記ゲート電極の側壁にスペー
サ絶縁膜を形成しLDD構造であって前記第1のNチャ
ネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタのソース・ドレ
イン領域を形成する工程と、を含むことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a gate insulating film in an active region on a semiconductor substrate and depositing a polysilicon film so as to cover the gate insulating film; and a step of forming a gate of the first N-channel insulated gate field effect transistor. Forming an electrode and patterning the polysilicon film such that the polysilicon film remains in a formation region of the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor; Impurities are ion-implanted using a polysilicon film remaining in a region where the second N-channel insulated gate field-effect transistor or P-channel insulated gate field-effect transistor is formed as a mask, and a spacer insulating film is formed on a side wall of the gate electrode. A first N-channel insulated gate electrode having an LDD structure; 2. The method according to claim 1, further comprising the step of forming source / drain regions of the field effect transistor.
【請求項3】 半導体基板上の活性領域にゲート絶縁膜
を形成し前記ゲート絶縁膜を被覆するようにポリシリコ
ン膜を堆積させる工程と、前記第1のNチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタのゲート電極を形成すると
共に前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタの形成領域には前記ポリシリコン膜が残存するよ
うに前記ポリシリコン膜をパターニングする工程と、前
記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
あるいはPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ
の形成領域に残存するポリシリコン膜をマスクに不純物
をイオン注入すると共に前記ゲート電極の側壁にスペー
サ絶縁膜を形成し前記第1のNチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタのソース・ドレイン用の拡散層を形
成する工程と、前記ゲート電極上、ソース・ドレイン用
の拡散層上および前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタの形成領域に残存するポリシリコン
膜上に選択的にシリサイド層を形成する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。
3. A step of forming a gate insulating film in an active region on a semiconductor substrate and depositing a polysilicon film so as to cover the gate insulating film; and a step of forming a gate of the first N-channel insulated gate field effect transistor. Forming an electrode and patterning the polysilicon film such that the polysilicon film remains in a formation region of the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor; Impurities are ion-implanted using a polysilicon film remaining in a region where the second N-channel insulated gate field-effect transistor or P-channel insulated gate field-effect transistor is formed as a mask, and a spacer insulating film is formed on a side wall of the gate electrode. And said first N-channel insulated gate field effect transistor. Forming a source / drain diffusion layer; and forming the source / drain diffusion layer on the gate electrode, the source / drain diffusion layer and the second N-channel insulated gate field-effect transistor or the P-channel insulated gate field-effect transistor. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of selectively forming a silicide layer on the polysilicon film remaining in the formation region.
【請求項4】 前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界
効果トランジスタあるいはPチャネル型絶縁ゲート電界
効果トランジスタの形成領域に残存するポリシリコン膜
あるいは該ポリシリコン膜上のシリサイド層をパターニ
ングし前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタのゲート電極を形成する工程と、再度不純物を
イオン注入し前記第2のNチャネル型絶縁ゲート電界効
果トランジスタのソース・ドレイン用の拡散層を形成す
る工程を含むことを特徴とする請求項1、請求項2また
は請求項3記載の半導体装置の製造方法。
4. A method of patterning a polysilicon film or a silicide layer on the polysilicon film remaining in a region where the second N-channel insulated gate field effect transistor or the P-channel insulated gate field effect transistor is formed. Forming a gate electrode of the N-channel insulated gate field effect transistor, and forming a source / drain diffusion layer of the second N-channel insulated gate field effect transistor by ion-implanting impurities again. 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
【請求項5】 半導体装置の周辺回路が、請求項1、請
求項2あるいは請求項3記載の第1のNチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタで構成され、半導体装置の
内部回路が、請求項4記載の第2のNチャネル型絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタで構成されていることを特徴
とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the peripheral circuit of the semiconductor device comprises a first N-channel insulated gate field-effect transistor, and an internal circuit of the semiconductor device comprises: A semiconductor device comprising the second N-channel insulated gate field effect transistor according to any one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100408729B1 (en) * 1999-12-30 2003-12-11 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing transistor
KR100944858B1 (en) 2006-03-22 2010-03-04 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof

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KR100408729B1 (en) * 1999-12-30 2003-12-11 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing transistor
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