JP2002164535A - Insulated gate semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
Insulated gate semiconductor device and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁ゲート型半導体装置及びその製造方法に
関し、ダマシン法の採用に伴う寄生容量の増大を抑制す
る。
【解決手段】 外側の第1のサイドウォール2と内側の
第2のサイドウォール3からなり、第2のサイドウォー
ルの対向する側壁が内側に膨らむ形状からなる二重のサ
イドウォールを備えるとともに、ゲート絶縁膜4が少な
くとも第2のサイドウォール3の対向する側壁上にも延
在し、対向する第2のサイドウォール3の間隙にゲート
絶縁膜4を介してゲート電極5を設ける。
(57) Abstract: In an insulated gate semiconductor device and a method of manufacturing the same, an increase in parasitic capacitance accompanying the adoption of the damascene method is suppressed. SOLUTION: A double side wall comprising a first side wall 2 on the outside and a second side wall 3 on the inside, and a side wall facing the second side wall has a shape bulging inward, and a gate is provided. The insulating film 4 also extends at least on the opposing side wall of the second side wall 3, and a gate electrode 5 is provided in the gap between the opposing second side walls 3 via the gate insulating film 4.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁ゲート型半導体
装置及びその製造方法に関するものであり、特に、ダマ
シン(Damascene)法によるゲート形成プロセ
スに伴う寄生容量の増大を抑制するための構成に特徴の
ある絶縁ゲート型半導体装置及びその製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated gate semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure for suppressing an increase in parasitic capacitance due to a gate forming process by a damascene method. The present invention relates to an insulated gate semiconductor device and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、情報通信分野においては通信する
データ量の増大に伴い、情報通信機器に使用される半導
体集積回路装置の処理能力の向上が重要な課題になって
きている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of information communication, with the increase in the amount of data to be communicated, it has become an important issue to improve the processing capability of semiconductor integrated circuit devices used in information communication equipment.
【0003】この様な要請に応えるためには、半導体集
積回路装置を高速に動作させる必要があり、そのために
は半導体集積回路装置を構成するMOSFET(Met
alOxide Semiconductor FE
T)やMISFET(Metal Insulator
Semiconductor FET)等の絶縁ゲー
トFET(IGFET:Insulated Gate
FET)の駆動電流の増大と寄生容量の低減が不可欠
である。In order to meet such a demand, it is necessary to operate the semiconductor integrated circuit device at high speed. For this purpose, a MOSFET (Met) constituting the semiconductor integrated circuit device is required.
alOxide Semiconductor FE
T) and MISFET (Metal Insulator)
Insulated gate FET (IGFET: Insulated Gate) such as Semiconductor FET
It is indispensable to increase the driving current of the FET and to reduce the parasitic capacitance.
【0004】従来においては、高速化の要請に応えるた
めに、スケーリング則にしたがってIGFETを微細化
することによって対応してきたが、従来からゲート絶縁
膜及びゲート電極材料に用いられてきたシリコン酸化膜
とポリシリコンでは、リーク電流の増大やゲート電極の
空乏化により微細化に伴う薄膜化には物理的な限界が見
えてきている。Conventionally, in order to meet the demand for higher speed, IGFETs have been made finer in accordance with a scaling law. However, silicon oxide films conventionally used for gate insulating films and gate electrode materials have been used. With polysilicon, physical limitations have been seen in thinning along with miniaturization due to increased leakage current and depletion of gate electrodes.
【0005】この様な問題を解決するために、金属ゲー
トと高誘電体ゲート絶縁膜を採用することが試みられて
いるが、イオン注入により形成したソース・ドレイン領
域の活性化アニール等の高温プロセスに弱いという問題
がある。In order to solve such a problem, attempts have been made to employ a metal gate and a high dielectric gate insulating film. However, high-temperature processes such as activation annealing of source / drain regions formed by ion implantation are used. There is a problem that is weak.
【0006】即ち、高温プロセスによって、金属ゲート
を構成する元素の突き抜けが起こり、それによってゲー
トリークが増大するという問題があり、また、シリコン
基板と高誘電体ゲート絶縁膜との界面に高誘電体とSi
O2 膜との混合物からなる遷移領域が熱反応によって形
成され、等価的な実効酸化膜厚が変動するという問題が
ある。That is, the high-temperature process causes penetration of the elements constituting the metal gate, thereby increasing the gate leakage. In addition, there is a problem that the interface between the silicon substrate and the high-dielectric gate insulating film has a high dielectric constant. And Si
There is a problem that a transition region made of a mixture with the O 2 film is formed by a thermal reaction, and the equivalent effective oxide film thickness fluctuates.
【0007】この様な高温プロセスに伴う問題を解決す
るために、高温アニールを行ったのち、高誘電体ゲート
絶縁膜と金属ゲートとをソース・ドレイン領域に対して
セルフアラインで形成する所謂ダマシン法によるゲート
形成プロセスが注目を集めているので、図7を参照し
て、従来のダマシン法を用いて形成したIGFETを説
明する。In order to solve such a problem associated with the high-temperature process, a so-called damascene method in which a high-dielectric gate insulating film and a metal gate are formed in a self-aligned manner with respect to a source / drain region after high-temperature annealing is performed. IGFETs formed using the conventional damascene method will be described with reference to FIG.
【0008】図7(a)参照 図7(a)は、従来のIGFETの概略的断面図であ
り、従来の製造工程と同様に、n型シリコン基板31に
素子分離酸化膜32を形成したのち所定領域にBを注入
してp型ウエル領域33を形成し、次いで、イオン注入
によってチャンネルドープ領域を形成する。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a conventional IGFET, in which an element isolation oxide film 32 is formed on an n-type silicon substrate 31 in the same manner as in the conventional manufacturing process. B is implanted into a predetermined region to form a p-type well region 33, and then a channel doped region is formed by ion implantation.
【0009】次いで、全面に熱酸化によってダミーゲー
ト酸化膜34を形成したのち、ダミーゲート酸化膜34
を介して多結晶シリコンからなるダミーゲート電極(図
示せず)を形成し、このダミーゲート電極をマスクとし
てAsイオンを注入してn+型シャローソース・ドレイ
ン領域35を形成し、次いで、ダミーゲート電極の側壁
にサイドウォール36を形成したのち、再び、Asイオ
ンを注入することによってn+ 型ソース・ドレイン領域
37を形成し、次いで、注入したAsを活性化するため
のアニールを行う。Next, after a dummy gate oxide film 34 is formed on the entire surface by thermal oxidation, the dummy gate oxide film 34 is formed.
A dummy gate electrode (not shown) made of polycrystalline silicon is formed through the gate electrode, As ions are implanted using the dummy gate electrode as a mask to form an n + -type shallow source / drain region 35, and then the dummy gate electrode is formed. After the sidewalls 36 are formed on the side walls of the electrodes, the n + -type source / drain regions 37 are formed again by implanting As ions, and then annealing for activating the implanted As is performed.
【0010】次いで、全面にTEOS−NSG膜等の層
間絶縁膜38を堆積させたのち、CMP(化学機械研
磨)法を用いてダミーゲート電極が露出するまで層間絶
縁膜38を研磨して、表面を平坦化する。Then, after an interlayer insulating film 38 such as a TEOS-NSG film is deposited on the entire surface, the interlayer insulating film 38 is polished by CMP (chemical mechanical polishing) until the dummy gate electrode is exposed, and the surface is polished. Is flattened.
【0011】次いで、ダミーゲート電極を選択的にエッ
チング除去する。なお、引き続く洗浄工程において、ダ
ミーゲート電極の直下にあったダミーゲート酸化膜34
は消失し、p型ウエル領域33の表面が露出する。Next, the dummy gate electrode is selectively removed by etching. In the subsequent cleaning step, the dummy gate oxide film 34 immediately below the dummy gate electrode was used.
Disappears, and the surface of the p-type well region 33 is exposed.
【0012】次いで、全面にゲート酸化膜39を形成す
るためのTa2 O5 膜、バリアメタルとなるTiN膜4
0、及び、W膜41を順次堆積させたのち、通常のフォ
トリソグラフィー工程によってパターニングすることに
よって、TiN膜40及びW膜41からなるゲート電極
42と、Ta2 O5 膜からなるゲート酸化膜39を形成
することによって、IGFETの基本的構成が完成す
る。Next, a Ta 2 O 5 film for forming a gate oxide film 39 on the entire surface and a TiN film 4 serving as a barrier metal
0 and a W film 41 are sequentially deposited, and then patterned by a normal photolithography process to form a gate electrode 42 composed of a TiN film 40 and a W film 41 and a gate oxide film 39 composed of a Ta 2 O 5 film. Is formed, the basic configuration of the IGFET is completed.
【0013】このように、ダマシン法を用いた場合に
は、n+ 型シャローソース・ドレイン領域35及びn+
型ソース・ドレイン領域37の活性化アニール工程の後
に、ゲート酸化膜39及びゲート電極42を形成してい
るので、Wの突き抜けや遷移領域は発生することがなく
なる。As described above, when the damascene method is used, the n + type shallow source / drain regions 35 and n +
Since the gate oxide film 39 and the gate electrode 42 are formed after the activation annealing step of the mold source / drain regions 37, the penetration of W and transition regions do not occur.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のダマシ
ン法を用いたIGFETにおいては、ダミーゲート電極
を除去する工程及びその後の洗浄工程において、サイド
ウォール36の側壁がエッチングされて、開口部がダミ
ーゲート電極より広くなり、通常のプロセスを採用した
SiゲートIGFETと比べてゲート電極42とn+ 型
シャローソース・ドレイン領域35とのオーバーラップ
部分が長くなり、それによって、寄生容量が増大し、信
号遅延が大きくなるという問題があるので、この事情を
図7(b)を参照して説明する。However, in the conventional IGFET using the damascene method, in the step of removing the dummy gate electrode and the subsequent cleaning step, the side wall of the side wall 36 is etched and the opening is formed in the dummy. The overlap between the gate electrode 42 and the n + -type shallow source / drain region 35 is longer than that of a Si gate IGFET employing a normal process, thereby increasing the parasitic capacitance and increasing the signal capacity. Since there is a problem that the delay becomes large, this situation will be described with reference to FIG.
【0015】図7(b)参照 図7(b)は、図7(a)における破線で示した円内の
拡大図であり、従来と同様に、サイドウォール36を介
した寄生容量C1 の他に、n+ 型シャローソース・ドレ
イン領域35の張出部との間の寄生容量C2 が生じ、こ
のn+ 型シャローソース・ドレイン領域35の張出部と
の間の寄生容量C2 が寄生容量増大の原因となる。FIG. 7B is an enlarged view of the circle shown by the broken line in FIG. 7A. As in the conventional case, the parasitic capacitance C 1 via the side wall 36 is reduced. other parasitic capacitance C 2 is generated between the projecting portion of the n + -type shallow source and drain regions 35, parasitic capacitance C 2 between the overhanging portion of the n + -type shallow source and drain regions 35 This causes an increase in parasitic capacitance.
【0016】また、ゲート酸化膜39として、Ta2 O
5 等の高誘電体膜を用いているので、寄生容量C1 ,C
2 の増大はさらに強調され、駆動電流の増加による高速
化のメリットは相殺されることになるという問題があ
る。The gate oxide film 39 is made of Ta 2 O.
Since a high dielectric film such as 5 is used, the parasitic capacitances C 1 and C
There is a problem that the increase of 2 is further emphasized, and the merit of speeding up by increasing the drive current is offset.
【0017】したがって、本発明は、ダマシン法の採用
に伴う寄生容量の増大を抑制すること目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to suppress an increase in parasitic capacitance due to the adoption of the damascene method.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図1参照 上述の目的を達成するためには、本発明は、絶縁ゲート
型半導体装置において、外側の第1のサイドウォール2
と内側の第2のサイドウォール3からなり、第2のサイ
ドウォール3の対向する側壁が内側に膨らむ形状からな
る二重のサイドウォールを備えるとともに、ゲート絶縁
膜4が少なくとも第2のサイドウォール3の対向する側
壁上にも延在し、対向する第2のサイドウォール3の間
隙にゲート絶縁膜4を介してゲート電極5を設けたこと
を特徴とする。FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. See FIG. 1 In order to achieve the above object, the present invention relates to an insulated gate semiconductor device,
And a second side wall 3 on the inner side, and a double side wall having a shape in which the opposite side wall of the second side wall 3 swells inward, and the gate insulating film 4 is formed of at least the second side wall 3. And a gate electrode 5 is provided in a gap between the opposing second side walls 3 with a gate insulating film 4 interposed therebetween.
【0019】このように、第2のサイドウォール3の対
向する側壁が内側に膨らむ形状からなる二重のサイドウ
ォールを設けることによって、ゲート電極5とソース・
ドレイン領域の張出部とのオーバーラップ量を低減する
ことができ、それによって寄生容量を低減することがで
きる。As described above, by providing the double side wall having the shape in which the opposing side wall of the second side wall 3 bulges inward, the gate electrode 5 and the source
The amount of overlap of the drain region with the overhang can be reduced, thereby reducing the parasitic capacitance.
【0020】この場合、寄生容量は第2のサイドウォー
ル3を誘電体膜としたキャパシタの容量となるので、寄
生容量を低減するためには、第2のサイドウォール3を
構成する誘電体を、熱酸化膜より誘電率の低い高温酸化
膜(HTO)或いは低温酸化膜(LTO)等の比誘電率
が3.9以下の誘電体とすることが好適である。In this case, the parasitic capacitance is the capacitance of a capacitor using the second side wall 3 as a dielectric film. Therefore, in order to reduce the parasitic capacitance, the dielectric constituting the second side wall 3 must be It is preferable to use a dielectric having a relative dielectric constant of 3.9 or less, such as a high-temperature oxide film (HTO) or a low-temperature oxide film (LTO) having a lower dielectric constant than the thermal oxide film.
【0021】また、ゲート絶縁膜4を構成する誘電体と
しては、等価的なゲート絶縁膜厚を低減するために、熱
酸化膜より誘電率の高い、Ta2 O5 等の比誘電率が
3.9より高い誘電体とすることが望ましい。In order to reduce the equivalent gate insulating film thickness, the dielectric constituting the gate insulating film 4 has a dielectric constant higher than that of a thermal oxide film, such as Ta 2 O 5 , having a dielectric constant of 3 or more. Desirably, the dielectric is higher than 0.9.
【0022】また、製造方法としては、半導体基板1上
に設けたダミーゲート絶縁膜及びダミーゲート構造体を
利用してソース・ドレイン領域6を形成したのち、層間
絶縁膜8を堆積させて平坦化し、次いで、ダミーゲート
構造体を除去してゲート開口部を形成したのち、ゲート
開口部にサイドウォール3を形成し、ゲート開口部にゲ
ート絶縁膜4を介してゲート電極5を形成することを特
徴とする。なお、本発明における半導体基板とは、半導
体ウェハ自体、ウエル領域、基板上に設けたエピタキシ
ャル層等を意味する。また、図において、符号9はダミ
ーゲート絶縁膜の残部である。As a manufacturing method, a source / drain region 6 is formed using a dummy gate insulating film and a dummy gate structure provided on a semiconductor substrate 1, and then an interlayer insulating film 8 is deposited and planarized. Then, after removing the dummy gate structure to form a gate opening, a sidewall 3 is formed in the gate opening, and a gate electrode 5 is formed in the gate opening with a gate insulating film 4 interposed therebetween. And The semiconductor substrate in the present invention means a semiconductor wafer itself, a well region, an epitaxial layer provided on the substrate, and the like. Further, in the drawing, reference numeral 9 denotes a remaining portion of the dummy gate insulating film.
【0023】この場合、ソース・ドレイン領域6の形成
工程と層間絶縁膜8の形成工程の間に第1の熱処理を行
うとともに、サイドウォール3の形成工程の後に、第1
の熱処理より高温の不純物を活性化するための第2の熱
処理を行うことが望ましく、それによって、第2のサイ
ドウォール3の形成工程にともなって半導体基板1の表
面に導入されたダメージを低減することができる。In this case, a first heat treatment is performed between the step of forming the source / drain regions 6 and the step of forming the interlayer insulating film 8, and the first heat treatment is performed after the step of forming the sidewalls 3.
It is desirable to carry out a second heat treatment for activating impurities at a higher temperature than the heat treatment of the above, thereby reducing the damage introduced to the surface of the semiconductor substrate 1 in the step of forming the second sidewall 3. be able to.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】ここで、図2乃至図4を参照して
本発明の第1の実施の形態のIGFETの製造工程を説
明する。なお、各図はキャリアの走行方向に沿った断面
図である。 図2(a)参照 まず、n型シリコン基板11に素子分離酸化膜12を形
成したのち所定領域にBを注入してp型ウエル領域13
を形成し、次いで、犠牲酸化膜14を介してBイオン1
5をイオン注入することよってp型ウエル領域13の表
面にチャンネルドープ領域を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A manufacturing process of an IGFET according to a first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. Each figure is a cross-sectional view along the traveling direction of the carrier. Referring to FIG. 2A, first, an element isolation oxide film 12 is formed on an n-type silicon substrate 11, and then B is implanted into a predetermined region to form a p-type well region 13.
Is formed, and then the B ions 1 are formed through the sacrificial oxide film 14.
5 is ion-implanted to form a channel doped region on the surface of the p-type well region 13.
【0025】図2(b)参照 次いで、犠牲酸化膜14を除去したのち、全面に熱酸化
によって厚さが、例えば、3nmのダミーゲート酸化膜
16を形成したのち、全面に多結晶シリコン膜を堆積さ
せパターニングすることによってゲート長が、例えば、
0.1μmのダミーゲート電極17を形成し、次いで、
Asイオン18を低加速エネルギーで注入して、不純物
濃度が、1×1018cm-3〜5×1020cm-3、例え
ば、1×1019cm-3のn+ 型シャローソース・ドレイ
ン領域19を形成する。Next, after the sacrificial oxide film 14 is removed, a dummy gate oxide film 16 having a thickness of, for example, 3 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation, and then a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface. By depositing and patterning the gate length, for example,
Forming a 0.1 μm dummy gate electrode 17;
As ions 18 are implanted at a low acceleration energy, and the impurity concentration is 1 × 10 18 cm −3 to 5 × 10 20 cm −3 , for example, an n + -type shallow source / drain region of 1 × 10 19 cm −3 19 is formed.
【0026】図2(c)参照 次いで、CVD法を用いて全面にSiO2 膜を堆積させ
たのち、反応性イオンエッチングを施すことによってサ
イドウォール20を形成したのち、再び、Asイオン2
1を高加速エネルギーで注入して、不純物濃度が、1×
1018cm-3〜5×1020cm-3、例えば、1×1019
cm-3のn+ 型ソース・ドレイン領域22を形成する。Next, as shown in FIG. 2C, a SiO 2 film is deposited on the entire surface by using the CVD method, and then a side wall 20 is formed by performing reactive ion etching.
1 at a high acceleration energy and the impurity concentration is 1 ×
10 18 cm −3 to 5 × 10 20 cm −3 , for example, 1 × 10 19
An n + type source / drain region 22 of cm −3 is formed.
【0027】次いで、N2 ガス雰囲気中で、例えば、9
00℃において、1秒のRTA(Rapid Ther
mal Anneal)による第1の熱処理を行うこと
によって、注入されたAsの濃度プロファイルを整え、
以降の熱工程における不所望な固相拡散を防止する。Next, in an N 2 gas atmosphere, for example, 9
RTA (Rapid Ther) for 1 second at 00 ° C
By performing a first heat treatment by using a thermal annealing method, the concentration profile of the implanted As is adjusted,
Undesired solid phase diffusion in the subsequent thermal process is prevented.
【0028】図3(d)参照 次いで、全面にTEOS−NSG膜を堆積させたのち、
CMP法を用いてダミーゲート電極17が露出するまで
TEOS−NSG膜を研磨して、表面が平坦化された層
間絶縁膜23とする。Next, after a TEOS-NSG film is deposited on the entire surface,
The TEOS-NSG film is polished by using the CMP method until the dummy gate electrode 17 is exposed, thereby forming the interlayer insulating film 23 having a planarized surface.
【0029】図3(e)参照 次いで、HBr+O2 を反応性ガスとして用いたCDE
(ChemicalDry Etching)法によっ
て、ダミーゲート電極17を選択的にエッチング除去す
る。引き続いて洗浄工程を行うことによって、ダミーゲ
ート電極17の直下にあったダミーゲート酸化膜16は
消失し、p型ウエル領域13の表面が露出する。Next, as shown in FIG. 3E, CDE using HBr + O 2 as a reactive gas
The dummy gate electrode 17 is selectively removed by etching (Chemical Dry Etching). Subsequently, by performing a cleaning step, the dummy gate oxide film 16 immediately below the dummy gate electrode 17 disappears, and the surface of the p-type well region 13 is exposed.
【0030】図3(f)参照 次いで、CVD法を用いて全面に第2のサイドウォール
を形成するために、厚さが、例えば、10nmの高温酸
化膜24を形成する。Next, a high-temperature oxide film 24 having a thickness of, for example, 10 nm is formed in order to form a second sidewall on the entire surface by using the CVD method, as shown in FIG.
【0031】図4(g)参照 次いで、Siに対する選択比のあるCHF3 +CF4 を
反応性ガスとして用いた反応性イオンエッチングを施す
ことによって高温酸化(HTO)膜からなるサイドウォ
ール25を形成するとともに、p型ウエル領域13の表
面を再び露出させる。Next, as shown in FIG. 4G, a sidewall 25 made of a high-temperature oxide (HTO) film is formed by performing reactive ion etching using CHF 3 + CF 4 having a selectivity to Si as a reactive gas. At the same time, the surface of the p-type well region 13 is exposed again.
【0032】次いで、再び、N2 ガス雰囲気中で、例え
ば、1000℃において、10秒のRTAによる第2の
熱処理を行うことによって、注入されたAsの活性化を
行うとともに、サイドウォール25の形成工程に伴って
p型ウエル領域13の表面に導入されたダメージを回復
する。Next, the implanted As is activated again by performing a second heat treatment by RTA for 10 seconds at 1000 ° C. in an N 2 gas atmosphere, and the sidewall 25 is formed. The damage introduced to the surface of the p-type well region 13 during the process is recovered.
【0033】図4(h)参照 次いで、スパッタリング法を用いてゲート絶縁膜を形成
するために、厚さが、例えば、4nmのTa2 O5 膜2
6を全面に堆積させる。Next, in order to form a gate insulating film by using a sputtering method, a Ta 2 O 5 film 2 having a thickness of, for example, 4 nm is formed.
6 is deposited on the entire surface.
【0034】図4(i)参照 次いで、スパッタリング法を用いて、全面に、厚さが、
例えば、20nmのTiN膜28、及び、厚さが、例え
ば、150nmのW膜29を堆積させてゲート開口部を
埋め込んだのち、通常のフォトリソグラフィー工程によ
ってパターニングすることによって、TiN膜28及び
W膜29からなるゲート電極30と、Ta2 O5 膜から
なるゲート酸化膜27を形成することによって、IGF
ETの基本的構成が完成する。Next, referring to FIG. 4 (i), the thickness is
For example, a TiN film 28 having a thickness of 20 nm and a W film 29 having a thickness of, for example, 150 nm are deposited to bury the gate opening, and then patterned by a normal photolithography process, whereby the TiN film 28 and the W film are formed. By forming a gate electrode 30 composed of a gate electrode 29 and a gate oxide film 27 composed of a Ta 2 O 5 film, the IGF
The basic configuration of ET is completed.
【0035】この様に、本発明の第1の実施の形態にお
いては、ゲート開口部に第2のサイドウォール25を介
してゲート酸化膜27及びゲート電極30を設けている
ので、ゲート開口部形成に伴って第1のサイドウォール
20が目減りした分を補うことができ、それによって、
n+ 型シャローソース・ドレイン領域19とゲート電極
30とのオーバーラップを低減することができるので、
この様子を図5を参照して説明する。As described above, in the first embodiment of the present invention, since the gate oxide film 27 and the gate electrode 30 are provided in the gate opening via the second sidewall 25, the gate opening is formed. Can compensate for the reduced amount of the first sidewall 20, whereby
Since the overlap between the n + -type shallow source / drain region 19 and the gate electrode 30 can be reduced,
This will be described with reference to FIG.
【0036】図5参照 図5は、図4(i)における破線の円内の拡大図であ
り、図において模式的に示すように、n+ 型シャローソ
ース・ドレイン領域19とゲート電極30とのオーバー
ラップはほとんど無くなり、したがって、n+ 型シャロ
ーソース・ドレイン領域19とゲート電極30と間の寄
生容量はゲート酸化膜27とサイドウォール25を誘電
体膜としたキャパシタとして構成される。FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line in FIG. 4 (i). As schematically shown in FIG. 5, the n + -type shallow source / drain region 19 and the gate electrode 30 are separated from each other. The overlap is almost eliminated, so that the parasitic capacitance between the n + -type shallow source / drain region 19 and the gate electrode 30 is formed as a capacitor using the gate oxide film 27 and the sidewall 25 as a dielectric film.
【0037】この場合、従来のゲート絶縁膜のみを誘電
体膜としたキャパシタは実効的に構成されないので、寄
生容量を低減することができ、また、サイドウォール2
5は熱酸化で形成したSiO2 より低誘電率であるの
で、この点からも寄生容量はさらに低減されることにな
る。また、この場合、サイドウォール25の幅を調整す
ることによって、ゲート長の制御が可能になる。In this case, since the conventional capacitor using only the gate insulating film as the dielectric film is not effectively formed, the parasitic capacitance can be reduced.
Since 5 has a lower dielectric constant than SiO 2 formed by thermal oxidation, the parasitic capacitance is further reduced from this point as well. In this case, the gate length can be controlled by adjusting the width of the sidewall 25.
【0038】また、本発明の第2の実施の形態において
は、ゲート絶縁膜の堆積前に熱処理工程を2度に分けて
行っているので、ゲート電極を構成する金属元素の突き
抜けや遷移領域を発生させることなく、ソース・ドレイ
ン領域における不純物プロファイルを好適に保つことが
できるとともに、サイドウォール形成工程に伴って導入
されるダメージを回復することが可能になる。In the second embodiment of the present invention, since the heat treatment step is performed twice before depositing the gate insulating film, the penetration of the metal element constituting the gate electrode and the transition region are suppressed. Without causing the impurity profile, the impurity profile in the source / drain region can be suitably maintained, and the damage introduced in the sidewall forming step can be recovered.
【0039】即ち、従来と同様に、図2(c)のn+ 型
ソース・ドレイン領域22の形成工程の直後のみに不純
物を活性化するための1000℃程度の高温アニールを
行った場合、サイドウォール形成工程に伴って導入され
るダメージを回復することができず、一方、図4(g)
の工程の直後にのみ熱処理を行った場合には、図2
(c)乃至図3(f)の工程における成膜工程に伴う熱
により注入された不純物が固相拡散し、不純物プロファ
イルの制御性が低下する。That is, similarly to the conventional case, when the high-temperature annealing at about 1000 ° C. for activating the impurities is performed only immediately after the step of forming the n + -type source / drain regions 22 in FIG. The damage introduced with the wall forming process cannot be recovered, while FIG. 4 (g)
In the case where heat treatment was performed only immediately after the step of FIG.
Impurities implanted by the heat associated with the film forming step in the steps of (c) to FIG. 3 (f) undergo solid phase diffusion, and the controllability of the impurity profile is reduced.
【0040】次に、本発明の第2の実施の形態のIGF
ETの製造工程を説明するが、熱処理工程を1度にする
だけで、他の工程は上記の第1の実施の形態と同様であ
るので、図2乃至図4を参照するとともに、説明は簡単
にする。 図2(c)参照 まず、上記の第1の実施の形態と全く同様に、図2
(a)乃至図2(b)の工程を経ることによって、n+
型ソース・ドレイン領域22を形成したのち、N2ガス
雰囲気中で、例えば、1000℃におけるRTAによる
10秒の高温熱処理を行うことによって、注入した不純
物を活性化する。Next, the IGF according to the second embodiment of the present invention
The manufacturing process of the ET will be described. Since only the heat treatment process is performed once and the other processes are the same as those in the first embodiment, the description will be made with reference to FIGS. To Referring to FIG. 2C, first, as in the first embodiment, FIG.
Through the steps of (a) to FIG. 2 (b), n +
After the mold source / drain regions 22 are formed, the implanted impurities are activated by performing a high-temperature heat treatment for 10 seconds by RTA at 1000 ° C. in an N 2 gas atmosphere, for example.
【0041】以降は、再び、図3(d)乃至図4(i)
の工程を経ることによってIGFETの基本的構成が得
られる。但し、この第2の実施の形態においては、図4
(g)のサイドウォール25の形成直後の第2の熱処理
は行わないものである。Thereafter, FIG. 3D to FIG.
Through these steps, a basic configuration of the IGFET can be obtained. However, in the second embodiment, FIG.
The second heat treatment immediately after the formation of the side wall 25 in (g) is not performed.
【0042】この第2の実施の形態においては、熱処理
工程が1度であるので、製造工程数を減らすことがで
き、それによって、スループットを向上することが可能
になる。In the second embodiment, since the number of heat treatment steps is one, the number of manufacturing steps can be reduced, and thereby the throughput can be improved.
【0043】次に、図6を参照して、本発明の第3の実
施の形態のIGFETを説明するが、この第3の実施の
形態においては、文字通りのダマシン法を用いてゲート
電極30をゲート開口部に埋め込んだものであり、それ
以外の工程は上記の第1の実施の形態と全く同様であ
る。 図6参照 図6は、本発明の第3の実施の形態のIGFETの概略
的断面図であり、上述の図4(h)のTa2 O5 膜26
の形成工程に引き続いて、TiN膜28及びW膜29を
堆積させてゲート開口部を埋め込んだのち、再び、CM
P法を用いて平坦化処理することによってゲート電極3
0をゲート開口部に完全に埋め込んだものである。Next, an IGFET according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In the third embodiment, the gate electrode 30 is formed using a literal damascene method. It is embedded in the gate opening, and the other steps are exactly the same as in the first embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an IGFET according to the third embodiment of the present invention. The Ta 2 O 5 film 26 shown in FIG.
, A TiN film 28 and a W film 29 are deposited to fill the gate opening, and then the CM is formed again.
The gate electrode 3 is formed by a planarization process using the P method.
0 is completely buried in the gate opening.
【0044】この第3の実施の形態においては、ゲート
電極30をゲート開口部に完全に埋め込んでいるので、
従来のゲート電極30の張出部に伴う寄生容量をなくす
ことができ、それによって、より高速動作化が可能にな
る。In the third embodiment, since the gate electrode 30 is completely buried in the gate opening,
It is possible to eliminate the parasitic capacitance associated with the overhanging portion of the conventional gate electrode 30, thereby enabling higher-speed operation.
【0045】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は、各実施の形態に記載された構成・条件
に限られるものではなく、各種の変更が可能である。例
えば、上記の各実施の形態においては、ゲート酸化膜2
7を高誘電体のTa 2 O5 で構成しているが、ZrO等
の他の高誘電体膜でも良く、さらには、高誘電体膜に限
られるものではなく、SiO2 膜でもSiN膜でも良い
が、3.9以上の比誘電率の誘電体であれば良く、その
内でもより誘電率の高い膜が望ましい。The embodiments of the present invention have been described above.
However, according to the present invention, the configurations and conditions described in each embodiment
The present invention is not limited to this, and various changes are possible. An example
For example, in each of the above embodiments, the gate oxide film 2
7 is high dielectric Ta TwoOFiveBut ZrO etc.
Other high-dielectric films may be used.
It is not possible to use SiOTwoFilm or SiN film
May be a dielectric having a relative dielectric constant of 3.9 or more.
Among them, a film having a higher dielectric constant is desirable.
【0046】また、上記の各実施の形態においては、第
2のサイドウォール25をHTO膜によって形成してい
るが、低温酸化(LTO)膜を用いても良いものであ
り、いずれにしても、熱酸化で形成したSiO2 膜より
低誘電率であれば良く、例えば、3.9以下の比誘電率
の誘電体であれば良く、それによって、寄生容量をより
低減することが可能になる。Further, in each of the above embodiments, the second sidewall 25 is formed by the HTO film, but a low temperature oxide (LTO) film may be used. It is sufficient that the dielectric constant is lower than that of the SiO 2 film formed by thermal oxidation. For example, a dielectric having a relative dielectric constant of 3.9 or less may be used, whereby the parasitic capacitance can be further reduced.
【0047】また、上記の各実施の形態においては、ゲ
ート電極30として、TiN/W構造膜を用いている
が、TiN/W構造膜に限られるものではなく、多結晶
Siを用いても良いし、或いは、電極膜の堆積工程後に
高温の熱処理工程が伴わないのでAlを用いても良く、
さらには、上記の第3の実施の形態のようにゲート電極
を埋め込む場合には、選択エッチング工程が不要になる
ので、選択エッチング工程が困難なCuを用いても良い
ものである。但し、同じ電極材料によってCMOSを形
成する場合には、実施の形態通りにフェルミ準位がシリ
コンのバンド・ギャップのほぼ中央に位置するWが好適
である。In each of the above embodiments, the TiN / W structure film is used as the gate electrode 30. However, the present invention is not limited to the TiN / W structure film, and polycrystalline Si may be used. Alternatively, Al may be used since no high-temperature heat treatment step is performed after the electrode film deposition step,
Furthermore, when the gate electrode is buried as in the third embodiment, the selective etching step is not required, and therefore Cu, which is difficult to perform the selective etching step, may be used. However, when a CMOS is formed using the same electrode material, W in which the Fermi level is located substantially at the center of the silicon band gap as in the embodiment is preferable.
【0048】また、上記の各実施の形態においては、ダ
ミーゲート電極を多結晶シリコンで形成しているが、ダ
ミーゲート電極は導電体で構成する必要はないものであ
り、層間絶縁膜23及びサイドウォール20等を構成す
るSiO2 に対して選択エッチングが可能で、不純物に
対するマスク作用が良好な材料であれば良く、例えば、
SiN膜等の絶縁体で形成しても良いものである。In each of the above embodiments, the dummy gate electrode is formed of polycrystalline silicon. However, the dummy gate electrode does not need to be formed of a conductor. Any material can be used as long as it can selectively etch SiO 2 constituting the wall 20 and the like and has a good masking action for impurities.
It may be formed of an insulator such as a SiN film.
【0049】また、上記の各実施の形態においては、ダ
ミーゲート電極17の除去工程後の洗浄工程において、
ダミーゲート酸化膜16の露出部が消失すると説明して
いるが、必ずしも完全に消失する必要はなく、多少残存
しても第2のサイドウォール25の形成工程においてp
型ウエル領域13が露出するように除去すれば良い。Further, in each of the above-described embodiments, in the cleaning step after the step of removing dummy gate electrode 17,
Although it is described that the exposed portion of the dummy gate oxide film 16 disappears, it does not necessarily have to completely disappear.
What is necessary is just to remove so that the mold well region 13 may be exposed.
【0050】また、上記の各実施の形態においては、2
度のイオン注入工程によって、n+型シャローソース・
ドレイン領域19及びn+ 型ソース・ドレイン領域22
を形成しているが、ソース・ドレイン領域は、一度の注
入工程によって形成しても良いものであり、例えば、第
1のイオン注入を高加速度エネルギーで行えば良い。Further, in each of the above embodiments, 2
N + type shallow source
Drain region 19 and n + type source / drain region 22
The source / drain regions may be formed by a single implantation process. For example, the first ion implantation may be performed with high acceleration energy.
【0051】また、上記の各実施の形態においては、n
チャネル型IGFETとして説明しているが、pチャネ
ル型IGFETにも適用されることは言うまでもないも
のである。In each of the above embodiments, n
Although described as a channel IGFET, it goes without saying that the present invention is also applied to a p-channel IGFET.
【0052】ここで、再び、図1を参照して、本発明の
詳細な特徴を説明する。 図1参照 (付記1) 外側の第1のサイドウォール2と内側の第
2のサイドウォール3からなり、前記第2のサイドウォ
ール3の対向する側壁が内側に膨らむ形状からなる二重
のサイドウォールを備えるとともに、ゲート絶縁膜4が
少なくとも前記第2のサイドウォール3の対向する側壁
上にも延在し、前記対向する第2のサイドウォール3の
間隙に前記ゲート絶縁膜4を介してゲート電極5を設け
たことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。 (付記2) 上記第2のサイドウォール3を構成する絶
縁体の比誘電率が、3.9以下であることを特徴とする
付記1記載の絶縁ゲート型半導体装置。 (付記3) 上記第2のサイドウォール3が、高温酸化
膜あるいは低温酸化膜のいずれかからなることを特徴と
する付記2記載の絶縁ゲート型半導体装置。 (付記4) 上記ゲート絶縁膜4を構成する絶縁体の比
誘電率が、3.9以上であることを特徴とする付記1乃
至3のいずれか1に記載の絶縁ゲート型半導体装置。 (付記5) 上記ゲート電極5が、金属からなることを
特徴とする付記1乃至4のいずれか1に記載の絶縁ゲー
ト型半導体装置。 (付記6) 半導体基板1上にダミーゲート絶縁膜を介
してダミーゲート構造体を形成する工程、前記ダミーゲ
ート構造体をマスクとしてイオン注入することによっ
て、ソース・ドレイン領域6を形成する工程、層間絶縁
膜8を堆積させたのち、前記ダミーゲート構造体と同じ
高さになるように前記層間絶縁膜8を平坦化する工程、
前記ダミーゲート構造体を除去してゲート開口部を形成
する工程、前記ゲート開口部にサイドウォール3を形成
する工程、前記ゲート開口部にゲート絶縁膜4を介して
ゲート電極5を形成する工程を含むことを特徴とする絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法。 (付記7) 上記ソース・ドレイン領域6の形成工程と
層間絶縁膜8の形成工程の間に第1の熱処理を行うとと
もに、上記サイドウォール3の形成工程の後に、前記第
1の熱処理より高温の不純物を活性化するための第2の
熱処理を行うことを特徴とする付記6記載の絶縁ゲート
型半導体装置の製造方法。 (付記8) 上記ソース・ドレイン領域6の形成工程と
層間絶縁膜8の形成工程の間にのみ、不純物を活性化す
るための高温の熱処理を行うことを特徴とする付記6記
載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。 (付記9) 上記ダミーゲート構造体をマスクとしてイ
オン注入することによって、ソース・ドレイン領域6を
形成したのち、前記ダミーゲート構造体の側壁にサイド
ウォール2を構成し、前記ダミーゲート構造体の側壁に
形成したサイドウォール2をマスクとしてイオン注入す
ることによって前記ソース・ドレイン領域6より深い第
2のソース・ドレイン領域7を形成することを特徴とす
る付記6乃至8のいずれか1に記載の絶縁ゲート型半導
体装置の製造方法。Here, the detailed features of the present invention will be described with reference to FIG. 1 again. See FIG. 1 (Supplementary Note 1) A double side wall including an outer first side wall 2 and an inner second side wall 3, and opposed side walls of the second side wall 3 bulging inward. And the gate insulating film 4 also extends at least on the opposing side wall of the second side wall 3, and a gate electrode is provided in the gap between the opposing second side wall 3 via the gate insulating film 4. 5. An insulated gate semiconductor device comprising: (Supplementary Note 2) The insulated gate semiconductor device according to Supplementary Note 1, wherein a relative dielectric constant of an insulator forming the second sidewall 3 is 3.9 or less. (Supplementary Note 3) The insulated gate semiconductor device according to supplementary note 2, wherein the second sidewall 3 is formed of either a high-temperature oxide film or a low-temperature oxide film. (Supplementary Note 4) The insulated gate semiconductor device according to any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein a relative dielectric constant of an insulator forming the gate insulating film 4 is 3.9 or more. (Supplementary Note 5) The insulated gate semiconductor device according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the gate electrode 5 is made of a metal. (Supplementary Note 6) A step of forming a dummy gate structure on the semiconductor substrate 1 via a dummy gate insulating film, a step of forming source / drain regions 6 by ion implantation using the dummy gate structure as a mask, Flattening the interlayer insulating film 8 so as to have the same height as the dummy gate structure after depositing the insulating film 8;
Forming a gate opening by removing the dummy gate structure, forming a sidewall 3 in the gate opening, and forming a gate electrode 5 in the gate opening with a gate insulating film 4 interposed therebetween. A method for manufacturing an insulated gate semiconductor device, comprising: (Supplementary Note 7) A first heat treatment is performed between the step of forming the source / drain regions 6 and the step of forming the interlayer insulating film 8, and after the step of forming the sidewalls 3, the first heat treatment is performed at a higher temperature than the first heat treatment. 7. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 6, wherein a second heat treatment for activating the impurities is performed. (Supplementary note 8) The insulated gate type according to supplementary note 6, wherein a high-temperature heat treatment for activating impurities is performed only between the step of forming the source / drain regions 6 and the step of forming the interlayer insulating film 8. A method for manufacturing a semiconductor device. (Supplementary Note 9) After the source / drain region 6 is formed by ion implantation using the dummy gate structure as a mask, a sidewall 2 is formed on a side wall of the dummy gate structure, and a sidewall of the dummy gate structure is formed. 9. The insulation according to any one of claims 6 to 8, wherein the second source / drain region 7 deeper than the source / drain region 6 is formed by ion-implanting using the side wall 2 formed as a mask. A method for manufacturing a gate type semiconductor device.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明によれば、ダミーゲート電極の除
去後のゲート開口部にサイドウォールを設けているの
で、ゲート電極とシャローソース・ドレイン領域とのオ
ーバーラップを大幅に低減することができるとともに、
サイドウォールの幅を調整することによってゲート長を
制御にすることができ、それによって、寄生容量の低減
とチャネル長の短縮が可能になるのでIGFETの高速
動作化が可能になり、ひいては、半導体集積回路装置の
高速化及び処理能力の向上に寄与するところが大きい。According to the present invention, since the sidewall is provided in the gate opening after the removal of the dummy gate electrode, the overlap between the gate electrode and the shallow source / drain region can be greatly reduced. With
The gate length can be controlled by adjusting the width of the sidewall, thereby reducing the parasitic capacitance and shortening the channel length, so that the IGFET can operate at a high speed, and as a result, the semiconductor integrated circuit can be controlled. This greatly contributes to speeding up of the circuit device and improvement of the processing capability.
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態の図2以降の途中ま
での製造工程の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention up to the middle of FIG. 2;
【図4】本発明の第1の実施の形態の図3以降の製造工
程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention after FIG. 3;
【図5】本発明の第1の実施の形態のIGFETの作用
効果の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation and effect of the IGFET according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態のIGFETの概略
的断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of an IGFET according to a third embodiment of the present invention.
【図7】従来のIGFETの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional IGFET.
1 半導体基板 2 サイドウォール 3 サイドウォール 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 6 ソース・ドレイン領域 7 ソース・ドレイン領域 8 層間絶縁膜 9 ダミー絶縁膜の残部 11 n型シリコン基板 12 素子分離酸化膜 13 p型ウエル領域 14 犠牲酸化膜 15 Bイオン 16 ダミーゲート酸化膜 17 ダミーゲート電極 18 Asイオン 19 n+ 型シャローソース・ドレイン領域 20 サイドウォール 21 Asイオン 22 n+ 型ソース・ドレイン領域 23 層間絶縁膜 24 高温酸化膜 25 サイドウォール 26 Ta2 O5 膜 27 ゲート酸化膜 28 TiN膜 29 W膜 30 ゲート電極 31 n型シリコン基板 32 素子分離酸化膜 33 p型ウエル領域 34 ダミーゲート酸化膜 35 n+ 型シャローソース・ドレイン領域 36 サイドウォール 37 n+ 型ソース・ドレイン領域 38 層間絶縁膜 39 ゲート酸化膜 40 TiN膜 41 W膜 42 ゲート電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Side wall 3 Side wall 4 Gate insulating film 5 Gate electrode 6 Source / drain region 7 Source / drain region 8 Interlayer insulating film 9 Remaining part of dummy insulating film 11 N-type silicon substrate 12 Element isolation oxide film 13 P-type well Region 14 Sacrificial oxide film 15 B ion 16 Dummy gate oxide film 17 Dummy gate electrode 18 As ion 19 n + type shallow source / drain region 20 Side wall 21 As ion 22 n + type source / drain region 23 Interlayer insulating film 24 High temperature oxidation Film 25 sidewall 26 Ta 2 O 5 film 27 gate oxide film 28 TiN film 29 W film 30 gate electrode 31 n-type silicon substrate 32 element isolation oxide film 33 p-type well region 34 dummy gate oxide film 35 n + type shallow source / Drain region 36 side Oru 37 n + -type source and drain regions 38 interlayer insulating film 39 a gate oxide film 40 TiN film 41 W film 42 gate electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB04 BB30 CC05 DD03 DD04 DD37 DD65 EE03 EE09 EE16 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F040 DA01 DA12 DB03 DC01 EC01 EC04 EC07 EC08 EC10 EC12 ED03 EK01 EL02 FA01 FA02 FA05 FB02 FC10 FC21 5F048 AC03 BA01 BB09 BG01 BG13 DA25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/336 F term (Reference) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB04 BB30 CC05 DD03 DD04 DD37 DD65 EE03 EE09 EE16 FF18 GG09 GG10 GG14 HH20 5F040 DA01 DA12 DB03 DC01 EC01 EC04 EC07 EC08 EC10 EC12 ED03 EK01 EL02 FA01 FA02 FA05 FB02 FC10 FC21 5F048 AC03 BA01 BB09 BG01 BG13 DA25
Claims (5)
2のサイドウォールからなり、前記第2のサイドウォー
ルの対向する側壁が内側に膨らむ形状からなる二重のサ
イドウォールを備えるとともに、ゲート絶縁膜が少なく
とも前記第2のサイドウォールの対向する側壁上にも延
在し、前記対向する第2のサイドウォールの間隙に前記
ゲート絶縁膜を介してゲート電極を設けたことを特徴と
する絶縁ゲート型半導体装置。1. A double gate comprising an outer first side wall and an inner second side wall, wherein opposing side walls of the second side wall have a shape bulging inward, and a gate. An insulating film extending at least on opposing side walls of the second sidewall, and a gate electrode provided in a gap between the opposing second sidewalls via the gate insulating film. Gate type semiconductor device.
縁体の比誘電率が、3.9以下であることを特徴とする
請求項1記載の絶縁ゲート型半導体装置。2. The insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein a relative dielectric constant of an insulator forming said second sidewall is 3.9 or less.
誘電率が、3.9以上であることを特徴とする請求項1
または2に記載の絶縁ゲート型半導体装置。3. The insulator constituting the gate insulating film has a relative permittivity of 3.9 or more.
Or the insulated gate semiconductor device according to 2.
してダミーゲート構造体を形成する工程、前記ダミーゲ
ート構造体をマスクとしてイオン注入することによっ
て、ソース・ドレイン領域を形成する工程、層間絶縁膜
を堆積させたのち、前記ダミーゲート構造体と同じ高さ
になるように前記層間絶縁膜を平坦化する工程、前記ダ
ミーゲート構造体を除去してゲート開口部を形成する工
程、前記ゲート開口部にサイドウォールを形成する工
程、前記ゲート開口部にゲート絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程を含むことを特徴とする絶縁ゲート型
半導体装置の製造方法。4. A step of forming a dummy gate structure on a semiconductor substrate via a dummy gate insulating film, a step of forming source / drain regions by ion implantation using the dummy gate structure as a mask, Depositing a film, flattening the interlayer insulating film so as to have the same height as the dummy gate structure, removing the dummy gate structure to form a gate opening, Forming a sidewall in a portion, and forming a gate electrode in the gate opening via a gate insulating film.
層間絶縁膜の形成工程の間に第1の熱処理を行うととも
に、上記サイドウォールの形成工程の後に、前記第1の
熱処理より高温の不純物を活性化するための第2の熱処
理を行うことを特徴とする請求項4記載の絶縁ゲート型
半導体装置の製造方法。5. A first heat treatment is performed between the step of forming the source / drain region and the step of forming the interlayer insulating film, and after the step of forming the sidewall, impurities having a higher temperature than the first heat treatment are removed. 5. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 4, wherein a second heat treatment for activation is performed.
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