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JP3119700B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit - Google Patents
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JP3119700B2 - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor integrated circuit

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JP3119700B2
JP3119700B2 JP03316363A JP31636391A JP3119700B2 JP 3119700 B2 JP3119700 B2 JP 3119700B2 JP 03316363 A JP03316363 A JP 03316363A JP 31636391 A JP31636391 A JP 31636391A JP 3119700 B2 JP3119700 B2 JP 3119700B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体集積回路の製造
方法に関するもので、特に、共通のポリサイド電極で、
NMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタが形成
されている半導体集積回路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 a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a method for manufacturing a common polycide electrode.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit in which an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS集積回路、特にバイポーラトラ
ンジスタとCMOSトランジスタを合せ持つBi−CM
OS集積回路におけるCMOSトランジスタのゲート電
極にはポリシリコン又は下層にポリシリコン上層にシリ
サイドを用いたポリサイド構造が一般に多く用いられて
いる。このゲート電極にはn型不純物がドープされたも
の(以下n+ ゲートという)が一般的である。
2. Description of the Related Art A CMOS integrated circuit, in particular, a Bi-CM having both a bipolar transistor and a CMOS transistor.
A gate electrode of a CMOS transistor in an OS integrated circuit generally uses polysilicon or a polycide structure in which silicide is used in a lower layer of polysilicon. The gate electrode is generally doped with an n-type impurity (hereinafter referred to as an n + gate).

【0003】さらに、図4、図5に示すようにPMOS
トランジスタのショートチャンネル特性等を考慮して、
PMOSトランジスタ部分のゲートはP型不純物をドー
プしたP+ ゲートとし、NMOSトランジスタ部分はn
+ ゲートとしたCMOS集積回路もある。このCMOS
集積回路を図4、図5に基づいて説明する。半導体基板
201にはNウェル203、Pウェル205が形成され
ており、これらウェルを分離する分離酸化膜207が形
成されている。Nウェル203及びPウェル205を横
切るようにゲート電極209が半導体基板201上に形
成されている。このゲート電極209は下層のポリシリ
コン層211と上層のタングステンシリサイド層213
とで構成されるポリサイド構造である。そして、Nウェ
ル203上のゲート電極230はn+ ゲート電極に、P
ウェル205上のゲート電極250はP+ ゲート電極に
なっている。
Further, as shown in FIG. 4 and FIG.
Considering the short channel characteristics of the transistor,
The gate of the PMOS transistor portion is a P + gate doped with a P-type impurity, and the NMOS transistor portion is n +
Some CMOS integrated circuits have a + gate. This CMOS
The integrated circuit will be described with reference to FIGS. An N well 203 and a P well 205 are formed in a semiconductor substrate 201, and an isolation oxide film 207 for separating these wells is formed. A gate electrode 209 is formed on the semiconductor substrate 201 so as to cross the N well 203 and the P well 205. The gate electrode 209 includes a lower polysilicon layer 211 and an upper tungsten silicide layer 213.
And a polycide structure composed of The gate electrode 230 on the N well 203 is connected to the n + gate electrode,
The gate electrode 250 on the well 205 is a P + gate electrode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上述べ
たCMOS集積回路のポリサイド電極を構成するタング
ステンシリサイドなど高融点金属シリサイド膜中では、
不純物の拡散係数がポリシリコン膜と比較して103
以上あり上層の絶縁層であるBPSG平坦化熱処理など
の700℃を越える高温の熱処理の際、高融点金属シリ
サイド膜中のN型不純物及びP型不純物が相互に拡散す
る。このためN+ ゲート及びP+ ゲート中の不純物濃度
が変動し、閾値電圧の制御性が悪くなり、結果として閾
値が変動するという問題があった。
However, in the refractory metal silicide film such as tungsten silicide constituting the polycide electrode of the CMOS integrated circuit described above,
The diffusion coefficient of impurities is 10 3 times or more as compared with that of the polysilicon film, and N-type impurities in the refractory metal silicide film during high-temperature heat treatment exceeding 700 ° C. such as BPSG flattening heat treatment as an upper insulating layer. P-type impurities diffuse into each other. For this reason, the impurity concentrations in the N + gate and the P + gate fluctuate, and the controllability of the threshold voltage deteriorates. As a result, the threshold fluctuates.

【0005】この発明の目的はN+ ゲート及びP+ ゲー
ト中の不純物濃度が変動しない集積回路の製造方法を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an integrated circuit in which the impurity concentrations in the N + gate and the P + gate do not change.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、半導体集積回路を製造するに際し、P型
不純物が導入された第1のポリサイド電極を有するPチ
ャネル型トランジスタと、N型不純物が導入された第2
のポリサイド電極を有するNチャネル型トランジスタと
を有し、前記第1及び第2のポリサイド電極は接続部を
介して実質的に1本のポリサイド電極から構成される半
導体集積回路の製造方法において、前記第1及び第2の
ポリサイド電極に不純物を導入後、前記接続部のポリサ
イド電極の上層を構成するシリサイド層の一部を除去
し、その後に熱処理を行なうことを特徴とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising: a P-channel transistor having a first polycide electrode into which a P-type impurity is introduced; Impurity introduced second
An N-channel transistor having a polycide electrode, wherein the first and second polycide electrodes are substantially composed of one polycide electrode via a connection portion. After the impurity is introduced into the first and second polycide electrodes, a part of the silicide layer constituting the upper layer of the polycide electrode in the connection portion is removed, and thereafter, heat treatment is performed.

【0007】[0007]

【実施例】図1〜図3は本発明の第1の実施例であるB
i−CMOS集積回路の製造方法を示す概略断面図であ
る。
1 to 3 show a first embodiment B of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating a method for manufacturing an i-CMOS integrated circuit.

【0008】P型基板100の(100)表面上のPM
OS形成予定領域101とNPNバイポーラ形成予定領
域103にN型埋め込み層105を形成し、NMOS形
成予定領域107とNPNバイポーラトランジスタの電
気的分離を行なうための分離予定領域109にP型埋め
込み層111を形成する。次に、N型エピタキシャル層
200をP型基板100上に形成後、PMOS形成予定
領域101とNPNバイポーラ形成予定領域103にN
ウェル層113を、NMOS形成予定領域107と分離
予定領域109にはPウェル層115を形成し、前記埋
め込み層105及び111とNウェル113及びPウェ
ル115とを連結させる。さらに、パッド酸化膜117
とシリコン窒化膜119を選択的に形成し、周知のLO
COS酸化法により、3000〜6000Åの膜厚の分
離酸化膜121を形成する。これが各素子形成予定領域
を形成した図1(a)である。ここでシリコン窒化膜1
19の膜厚は1000〜2000Åである。
The PM on the (100) surface of the P-type substrate 100
An N-type buried layer 105 is formed in the OS formation region 101 and the NPN bipolar formation region 103, and a P-type buried layer 111 is formed in the NMOS formation region 107 and the separation region 109 for electrically separating the NPN bipolar transistor. Form. Next, after an N-type epitaxial layer 200 is formed on the P-type substrate 100, N-type epitaxial layers 200 and NPN bipolar formation
The well layer 113 is formed with a P-well layer 115 in the region 107 where the NMOS is to be formed and the region 109 where the NMOS is to be separated, and the buried layers 105 and 111 are connected to the N-well 113 and the P-well 115. Further, the pad oxide film 117
And a silicon nitride film 119 are selectively formed.
An isolation oxide film 121 having a thickness of 3000 to 6000 ° is formed by COS oxidation. This is FIG. 1A in which each element formation planned region is formed. Here, silicon nitride film 1
19 has a thickness of 1000 to 2000 °.

【0009】次に、図1(b)に示すようにシリコン窒
化膜119を公知のエッチングにより除去し、その後パ
ッド酸化膜117を除去し、公知の熱酸化法により10
0〜200Åのゲート酸化膜123を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the silicon nitride film 119 is removed by known etching, the pad oxide film 117 is removed thereafter, and the silicon oxide film 119 is removed by known thermal oxidation.
A gate oxide film 123 of 0 to 200 ° is formed.

【0010】レジスト125を全面に形成後NPNバイ
ポーラ領域103のベース領域127のみ開口部129
を形成し、ボロン(B)のイオン注入を行ないベースイ
ンプラ層131を形成する(図1(c))。
After a resist 125 is formed on the entire surface, an opening 129 is formed only in base region 127 of NPN bipolar region 103.
Is formed, and boron (B) ions are implanted to form a base implant layer 131 (FIG. 1C).

【0011】レジスト125を除去し、不純物の活性化
と結晶欠陥を除去する目的で、熱処理等アニールを行な
うことにより、Xjベース0.2〜0.3μmのベース
層133を形成する(図1(d))を得た。
Annealing such as heat treatment is carried out for the purpose of removing the resist 125, activating impurities and removing crystal defects, thereby forming a base layer 133 having a Xj base of 0.2 to 0.3 μm (FIG. 1 ( d)) was obtained.

【0012】さらに、周知のLPCVD技術を用いて全
面にポリシリコン135を形成後(図1(e))、周知
のホトリソ技術を用いてPMOS形成領域101のみ開
口しているレジスト137を形成し、イオン注入法でボ
ロンイオンを注入することで、PMOS形成領域101
上のポリシリコン135のみP+ ゲート139とする
(図1(f))。
Further, after a polysilicon 135 is formed on the entire surface by using a well-known LPCVD technique (FIG. 1E), a resist 137 having an opening only in the PMOS formation region 101 is formed by using a well-known photolithography technique. By implanting boron ions by ion implantation, the PMOS formation region 101 is implanted.
Only the upper polysilicon 135 is a P + gate 139 (FIG. 1F).

【0013】上述の工程と同様にNMOS形成領域10
7のみ開口しているレジスト141を形成し、イオン注
入法で砒素イオン(As)を注入することで、NMOS
形成領域107上のポリシリコン135のみN+ ゲート
143を形成する(図1(g))。
In the same manner as in the above process, the NMOS formation region 10
A resist 141 having only an opening 7 is formed, and arsenic ions (As) are implanted by an ion implantation method.
An N + gate 143 is formed only on the polysilicon 135 on the formation region 107 (FIG. 1G).

【0014】次に図2(h)に示すようにレジスト14
1を除去し、ゲート不純物の活性化とインプラダメージ
回復のため熱処理を行なう。その後タングステンシリサ
イドをポリシリコン135上に周知のスパッタ技術にて
2000〜3000Å形成し、ホトリソ・エッチング技
術でNMOS形成領域107及びPMOS形成領域10
1にポリサイド構造のゲート電極145を形成する。こ
こで、NMOS形成領域107とPMOS形成領域10
1のゲート電極145は図2のように一本でつながって
いるが、この断面図では示せないため、NMOS形成領
域107とPMOS形成領域101の間の部分のみ接続
ゲート電極147として図示する。その後周知のホトリ
ソ技術にて図示せぬレジストパターンを形成し、PMO
S形成領域101には図示せぬレジストとポリサイド構
造のゲート電極145をマスクとしてBF2 イオンを1
×1013ions/cm2 程度注入し、LDDP- 層14
9を形成し、同様にNMOS形成領域107には図示せ
ぬレジストとポリサイド構造ゲート電極145をマスク
に燐イオンを1×1013ions/cm2 程度注入し、L
DDN- 層151を形成する。
Next, as shown in FIG.
1 is removed, and a heat treatment is performed to activate the gate impurities and recover the implant damage. Thereafter, tungsten silicide is formed on the polysilicon 135 by a known sputtering technique at 2000 to 3000 °, and the NMOS formation area 107 and the PMOS formation area 10 are formed by photolithography etching technique.
1, a gate electrode 145 having a polycide structure is formed. Here, the NMOS formation region 107 and the PMOS formation region 10
The one gate electrode 145 is connected by a single line as shown in FIG. 2, but is not shown in this cross-sectional view. Therefore, only a portion between the NMOS formation region 107 and the PMOS formation region 101 is shown as the connection gate electrode 147. Thereafter, a resist pattern (not shown) is formed by a well-known photolithography technique,
In the S formation region 101, BF 2 ions are implanted by using a resist (not shown) and a gate electrode 145 having a polycide structure as a mask.
× 10 13 ions / cm 2 about implanted, LDDP - layer 14
Similarly, phosphorus ions of about 1 × 10 13 ions / cm 2 are implanted into the NMOS formation region 107 using a resist (not shown) and a polycide structure gate electrode 145 as a mask.
The DDN - layer 151 is formed.

【0015】この後基板全面にサイドウォールPSG膜
をCVD法にて生成し、その後周知のRIEエッチング
技術を用いてポリサイド構造のゲート電極145の側面
にサイドウォール153を形成する。なお、接続部ゲー
ト電極147の側面にもサイドウォールが形成されるが
図示する方向と異なるため省略する。またゲート電極1
45下を除く素子形成領域の表面のゲート酸化膜123
は追加エッチングにて除去される(図2(i))。
Thereafter, a side wall PSG film is formed on the entire surface of the substrate by a CVD method, and then a side wall 153 is formed on the side surface of the gate electrode 145 having a polycide structure by using a well-known RIE etching technique. Note that a sidewall is also formed on the side surface of the connection portion gate electrode 147, but is omitted because it is different from the illustrated direction. Gate electrode 1
The gate oxide film 123 on the surface of the element formation region excluding the region below 45
Is removed by additional etching (FIG. 2 (i)).

【0016】さらに基板全面に有機シランによるCVD
で形成されるTEOS CVD酸化膜155を200Å
形成する。なお、図2(j)では便宜上LOCOS酸化
膜上のTEOS酸化膜155は省略している。ホトリソ
技術を用いてNMOS形成領域107とNPNバイポー
ラ形成予定領域109のコレクタ取りだし領域が開口し
ているレジスト157を形成し、砒素イオンを5×10
15ions/cm2 程度イオン注入をおこないN+ ソース
/ドレイン(S/D)インプラ層159とコレクタ取り
出しインプラ層161を形成する(図2(k))。
Further, CVD on the entire surface of the substrate using organosilane.
TEOS CVD oxide film 155 formed by
Form. In FIG. 2J, the TEOS oxide film 155 on the LOCOS oxide film is omitted for convenience. Using a photolithography technique, a resist 157 having an opening in the collector removal region of the NMOS formation region 107 and the NPN bipolar formation planned region 109 is formed.
An ion implantation of about 15 ions / cm 2 is performed to form an N + source / drain (S / D) implantation layer 159 and a collector extraction implantation layer 161 (FIG. 2 (k)).

【0017】上述の工程と同様にPMOS形成領域10
1とNPNバイポーラ形成予定領域109のベース取り
出し領域が開口しているレジスト163を形成し、BF
2 イオンを2.5×1015ions/cm2 程度イオン注
入を行ないP+ SDインプラ層165とベース取り出し
インプラ層167を形成したものである(図2
(l))。
As in the above-described process, the PMOS formation region 10
1 and a resist 163 having an opening in the base extraction region of the NPN bipolar formation planned region 109 is formed.
2 ions are implanted at about 2.5 × 10 15 ions / cm 2 to form a P + SD implant layer 165 and a base extraction implant layer 167 (FIG. 2).
(L)).

【0018】この後、図2(m)に示すように、レジス
ト163を除去し、新たにNPNバイポーラ形成領域1
09のエミッタ形成領域165のみ開口しているレジス
ト168を形成し、周知のエッチング技術を用いてTE
OS酸化膜155にエミッタ形成のための窓あけを行
う。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (m), the resist 163 is removed, and a new NPN bipolar formation region 1 is formed.
A resist 168 having an opening only in the emitter formation region 165 is formed using a known etching technique.
A window is formed in the OS oxide film 155 for forming an emitter.

【0019】レジスト168を除去し、周知のLPCV
D技術にてエミッタ用のポリシリコンを全面生成後、エ
ミッタ形成のための不純物として砒素イオンを2×10
16ions/cm2 注入し、その後周知のホトリソ・エッ
チング技術でエミッタ形成領域165上にエミッタポリ
シリコン169を形成する(図3(n))。
The resist 168 is removed, and a well-known LPCV
After the entire surface of the polysilicon for the emitter is generated by the D technique, arsenic ions are used as an impurity for forming the emitter in an amount of 2 × 10 2.
16 ions / cm 2 is implanted, and then emitter polysilicon 169 is formed on the emitter formation region 165 by a known photolithography etching technique (FIG. 3 (n)).

【0020】基板全面にNSG/BPSG171を10
00/7000ÅCVD技術にて形成しその後、周知の
ホトリソ・エッチング技術にてSBD(ショットキーバ
リアダイオード)形成領域173と接続ゲート電極14
7の中央部にシリサイドエッチ用スリットパターン17
5を形成する。この時、対応する部分のTEOS酸化膜
155も除去される(図3(o))。
NSG / BPSG 171 is applied to the entire surface of the substrate.
Then, the SBD (Schottky barrier diode) formation region 173 and the connection gate electrode 14 are formed by a known photolithography etching technique.
7 is provided with a silicide etch slit pattern 17 in the center.
5 is formed. At this time, the corresponding portion of the TEOS oxide film 155 is also removed (FIG. 3 (o)).

【0021】この後、全面にスパッタ技術にて白金(P
t)177を形成する。これにより、SBD形成領域1
73にはSi表面に、またスリットパターン175には
タングステンシリサイド表面に白金177が形成される
(図3(p))。
Thereafter, platinum (P) is formed on the entire surface by sputtering.
t) 177 is formed. Thereby, the SBD formation region 1
Platinum 177 is formed on the Si surface 73 and on the tungsten silicide surface of the slit pattern 175 (FIG. 3 (p)).

【0022】次に図3(q)に示すように、シリサイド
反応のための熱処理(400〜600℃)を行ない選択
的に白金シリサイド層179を形成し、未反応の白金を
除去するため王水エッチを行なう。この王水エッチによ
り、スリットパターン175のタングステンシリサイド
は部分的にエッチングされシリサイド削除部181が形
成される。シリサイド反応後タングステンシリサイドの
みがエッチングできるのはスリットパターン175に自
己整合的にシリサイド層形成工程で白金シリサイド層が
形成しないからである。タングステンシリサイドの表面
は通常のシリコン基板の表面より自然酸化膜の生成速度
が二倍以上あり、白金スパッタ前洗浄終了後素早くシリ
サイド反応に影響する酸化膜が形成されている可能性が
ある。また、シリサイド反応の温度は600℃どまりで
処理時間は20分程度であるため白金はタングステンシ
リサイド中を移動できず、タングステンシリサイドより
供給できるSiも極く小量と考えられ、その結果、白金
とタングステンシリサイド界面に白金シリサイドが形成
されたとしても、それは薄い白金の多い膜でかつこの白
金シリサイド膜下にはタングステン膜が存在し、王水エ
ッチで溶解しないタングステン膜が残るはずである。以
上の2点より白金シリサイドは形成されていないと考え
ている。そしてタングステンシリサイドは600℃どま
りの熱処理しか受けておらず、本来、結晶化したタング
ステンシリサイドは王水に溶けないがスパッタ直後の未
結晶に近いため王水に溶解するわけである。
Next, as shown in FIG. 3 (q), a heat treatment (400 to 600 ° C.) for a silicide reaction is performed to selectively form a platinum silicide layer 179, and aqua regia is used to remove unreacted platinum. Perform an etch. With this aqua regia etching, the tungsten silicide of the slit pattern 175 is partially etched to form a silicide deleted portion 181. The reason that only tungsten silicide can be etched after the silicide reaction is that the platinum silicide layer is not formed in the silicide layer forming step in a self-aligned manner with the slit pattern 175. The surface of tungsten silicide has a rate of formation of a natural oxide film more than twice that of a normal silicon substrate surface, and an oxide film that affects the silicide reaction quickly after the completion of pre-platinum sputtering cleaning may be formed. Further, since the temperature of the silicide reaction is limited to 600 ° C. and the processing time is about 20 minutes, platinum cannot move in tungsten silicide, and the amount of Si supplied from tungsten silicide is considered to be extremely small. Even if platinum silicide is formed at the tungsten silicide interface, it is a thin film containing a lot of platinum, and a tungsten film exists under the platinum silicide film, and a tungsten film which is not dissolved by aqua regia etching should remain. From the above two points, it is considered that platinum silicide is not formed. Tungsten silicide is only subjected to heat treatment at a temperature of about 600 ° C .. Originally, crystallized tungsten silicide does not dissolve in aqua regia but dissolves in aqua regia because it is close to non-crystal just after sputtering.

【0023】この後、図3(r)に示すように、NSG
/BPSG膜171の平坦化と各インプラ層の活性化の
ためBPSGフローと呼ばれる熱処理を行い、P+ S/
Dインプラ層165はP+ S/D層183に、N+ S/
Dインプラ層106はN+ S/D層185に、コレクタ
取り出しインプラ層161はコレクタ取り出し層187
に、ベース取り出しインプラ層167はベース取り出し
層189に、またエミッタポリシリコン169より不純
物である砒素がベース層103に固相拡散し、エミッタ
層191が各々形成される。またNSG/BPSG17
1に平坦化されたBPSG193となる。
Thereafter, as shown in FIG.
A heat treatment called a BPSG flow is performed for flattening the / BPSG film 171 and activating each of the implantation layers, and the P + S /
D implantation layer 165 in P + S / D layer 183, N + S /
The D implantation layer 106 is provided on the N + S / D layer 185, and the collector extraction implantation layer 161 is provided on the collector extraction layer 187.
In the base extraction implant layer 167, arsenic, which is an impurity, is diffused into the base extraction layer 189 from the emitter polysilicon 169 and diffused into the base layer 103, whereby the emitter layer 191 is formed. Also NSG / BPSG17
The BPSG 193 is flattened to 1.

【0024】最後に周知のホトリソ・エッチング技術に
よりコンタクト孔を開口し、配線195を形成すること
で半導体集積回路は完成する(図3(s))。
Finally, a contact hole is opened by a well-known photolithographic etching technique, and a wiring 195 is formed to complete the semiconductor integrated circuit (FIG. 3 (s)).

【0025】図6及び図7はこの発明の第2の実施例で
あるCMOS集積回路の製造方法を示す概略断面図であ
る。以下これらの図を用いて第2の実施例を説明する。
FIGS. 6 and 7 are schematic sectional views showing a method of manufacturing a CMOS integrated circuit according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to these drawings.

【0026】まず、N型基板400の(100)表面上
のPMOS形成予定領域401にNウェル層403を、
NMOS形成予定領域405にはPウェル層407を形
成し、その後パッド酸化膜409とシリコン窒化膜41
1を形成し、3000〜6000ÅLOCOS酸化膜4
13を形成する。ここで、シリコン窒化膜411の膜厚
は1000〜2000Åである(図6(a))。
First, an N well layer 403 is formed in a region 401 where a PMOS is to be formed on the (100) surface of an N type substrate 400.
A P-well layer 407 is formed in a region 405 where an NMOS is to be formed, and then a pad oxide film 409 and a silicon nitride film 41 are formed.
1 to form a 3000-6000 LOCOS oxide film 4
13 is formed. Here, the thickness of the silicon nitride film 411 is 1000 to 2000 ° (FIG. 6A).

【0027】次に、図6(b)に示すように、シリコン
窒化膜411エッチングにより除去し、その後パッド酸
化膜411も除去し、熱酸化法により100〜200Å
のゲート酸化膜415を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, the silicon nitride film 411 is removed by etching, the pad oxide film 411 is also removed, and the thermal oxidation method is used to remove 100 to 200 ° C.
Of the gate oxide film 415 is formed.

【0028】この後基板400上にLPCVD技術を用
いて全面にポリシリコン417を形成し、さらに、ホト
リソ技術を用いてPMOS形成領域401のみ開口して
いるレジスト419を形成し、イオン注入法でボロンイ
オンを注入することで、PMOS形成領域401上のポ
リシリコン417のみP型ポリシリコンゲート(以後P
+ ゲートと略す)とする(図6(c))。
Thereafter, a polysilicon 417 is formed on the entire surface of the substrate 400 by using the LPCVD technique, a resist 419 having an opening only in the PMOS formation region 401 is formed by using the photolithography technique, and boron is ion-implanted. By implanting ions, only the polysilicon 417 on the PMOS formation region 401 has a P-type polysilicon gate (hereinafter referred to as P-type polysilicon gate).
+ (Abbreviated as gate) (FIG. 6C).

【0029】前述の工程と同様にNMOS形成領域40
5のみ開口しているレジスト421を形成し、イオン注
入法で砒素イオンを注入することで、NMOS形成領域
405上のポリシリコン417のみN型ポリシリコンゲ
ート(以後N型ゲートと略す)とする(図6(d))。
As in the above-described process, the NMOS formation region 40
By forming a resist 421 having only an opening 5 and implanting arsenic ions by an ion implantation method, only the polysilicon 417 on the NMOS formation region 405 becomes an N-type polysilicon gate (hereinafter abbreviated as an N-type gate) ( FIG. 6D).

【0030】この後レジスト421を除去し、ゲート不
純物の活性化とインプラダメージ回復のため熱処理を行
なう。その後タングステンシリサイド423をスパッタ
技術にて2000〜3000Å形成する。ついでホトリ
ソ・エッチング技術でNMOS形成領域401及びPM
OS形成領域405にポリサイド構造のゲート電極42
5を形成する。
Thereafter, the resist 421 is removed, and a heat treatment is performed to activate the gate impurities and recover the implant damage. Thereafter, tungsten silicide 423 is formed in a thickness of 2000 to 3000 ° by a sputtering technique. Next, the NMOS formation region 401 and the PM
A gate electrode 42 having a polycide structure is formed in the OS formation region 405.
5 is formed.

【0031】ここでNMOS形成領域401及びPMO
S形成領域405のゲート電極は第1の実施例同様1本
でつながっている。図4でも第1の実施例同様、ゲート
電極接続部427を示す(図6(e))。
Here, the NMOS formation region 401 and the PMO
The gate electrode of the S formation region 405 is connected by one as in the first embodiment. FIG. 4 also shows the gate electrode connection portion 427 as in the first embodiment (FIG. 6E).

【0032】次に図6(f)に示すようにホトリソ技術
にてゲート電極接続部427の中央部にシリサイドエッ
チ用スリットパターン429を有するレジスト431を
形成する。このレジスト431をマスクとして、フロン
系ドライエッチング法でタングステン(w)イオンの発
光スペクトルを終点検出としてタングステンシリサイド
423をエッチングし、シリサイド削除部433を形成
する。
Next, as shown in FIG. 6F, a resist 431 having a silicide etch slit pattern 429 is formed at the center of the gate electrode connecting portion 427 by photolithography. Using the resist 431 as a mask, the tungsten silicide 423 is etched by a Freon-based dry etching method using the emission spectrum of tungsten (w) ions as an end point detection to form a silicide-removed portion 433.

【0033】さらに、ホトリソ技術を用いてNMOS形
成領域401が開口しているレジスト435を形成し、
砒素イオンを5×1015ions/cm2 程度イオン注入
をおこないN+ S/D(ソース/ドレイン)インプラ層
437を形成する(図7(g))。
Further, a resist 435 having an opening in the NMOS formation region 401 is formed by photolithography,
Arsenic ions are implanted at about 5 × 10 15 ions / cm 2 to form an N + S / D (source / drain) implant layer 437 (FIG. 7G).

【0034】前述同様にPMOS形成領域405が開口
しているレジスト439を形成し、BF2 イオンを2.
5×1015ions/cm2 程度イオン注入を行ないP+
SDインプラ層411を形成する(図4(g))。
As described above, a resist 439 having an opening in the PMOS formation region 405 is formed, and BF 2 ions are added to the resist 439.
Perform ion implantation of about 5 × 10 15 ions / cm 2 and P +
An SD implantation layer 411 is formed (FIG. 4G).

【0035】図7(i)に示すように基板100にNS
G/BPSG膜413を1000/7000Å程度CV
D技術にて形成しNSG/BPSG膜413の平坦化と
各インプラ層の活性化のためBPSGフローと呼ばれる
熱処理を行なう。この熱処理により、P+ S/Dインプ
ラ層411はP+ S/D層415に、N+ S/Dインプ
ラ層437はN+ S/D層417に、シリサイド削除部
433はCVD膜形成膜時に埋まる。
As shown in FIG. 7 (i), NS
G / BPSG film 413 has a CV of about 1000/7000
A heat treatment called a BPSG flow is performed for flattening the NSG / BPSG film 413 and activating each of the implantation layers formed by the D technique. By this heat treatment, the P + S / D implantation layer 411 becomes the P + S / D layer 415, the N + S / D implantation layer 437 becomes the N + S / D layer 417, and the silicide deleted portion 433 is formed when the CVD film is formed. Buried.

【0036】ついで、ホトリソ・エッチング技術により
コンタクト孔を開口し、配線419を形成することでC
MOS集積回路は完成する(図7(j))。
Next, a contact hole is opened by a photolithography etching technique, and a wiring 419 is formed to form a contact hole.
The MOS integrated circuit is completed (FIG. 7 (j)).

【0037】図8及び図9はこの発明の第3の実施例で
あるCMOS集積回路の製造方法を示す概略断面図であ
る。以下図8及び図9を用いて、第3の実施例を説明す
る。
FIGS. 8 and 9 are schematic sectional views showing a method of manufacturing a CMOS integrated circuit according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment will be described below with reference to FIGS.

【0038】まず、N型基板500の(100)表面上
のPMOS形成予定領域501にNウェル層503と、
NMOS形成予定領域505にはPウェル層507を形
成し、その後パッド酸化膜509とシリコン窒化膜51
1を形成する。そしてこのシリコン窒化膜511をマス
クとして3000〜6000ÅのLOCOS酸化膜51
3を形成する(図8(a))。ここで、シリコン窒化膜
513の膜厚は1000〜2000Åである。
First, an N well layer 503 is formed in a region 501 where a PMOS is to be formed on the (100) surface of the N-type substrate 500.
A P-well layer 507 is formed in a region 505 where an NMOS is to be formed, and then a pad oxide film 509 and a silicon nitride film 51 are formed.
Form one. Then, using this silicon nitride film 511 as a mask, LOCOS oxide film 51 of 3000 to 6000 ° is formed.
3 is formed (FIG. 8A). Here, the thickness of the silicon nitride film 513 is 1000 to 2000 °.

【0039】次に、シリコン窒化膜513をエッチング
により除去し、その後パッド酸化膜511も除去し、熱
酸化法により100〜200Åのゲート酸化膜515を
形成する(図8(b))。
Next, the silicon nitride film 513 is removed by etching, then the pad oxide film 511 is also removed, and a gate oxide film 515 of 100 to 200 ° is formed by thermal oxidation (FIG. 8B).

【0040】図8(c)に示すように、基板500にL
PCVD技術を用いて全面にポリシリコン517を形成
する。さらに、このポリシリコン517上にホトリソ技
術を用いてPMOS形成領域501のみ開口しているレ
ジスト519を形成し、このレジスト519をマスクと
してイオン注入法でボロンイオンを注入することで、P
MOS形成領域501上のポリシリコン517のみP型
ポリシリコンゲート(以後P+ ゲートと略す)とする。
As shown in FIG. 8C, L
Polysilicon 517 is formed on the entire surface by using the PCVD technique. Further, a resist 519 having an opening only in the PMOS formation region 501 is formed on the polysilicon 517 by using photolithography technology, and boron ions are implanted by ion implantation using the resist 519 as a mask, so that P
Only the polysilicon 517 on the MOS formation region 501 is a P-type polysilicon gate (hereinafter abbreviated as P + gate).

【0041】上述と同様にNMOS形成領域505のみ
開口しているレジスト521を形成し、これをマスクと
してイオン注入法で砒素イオンを注入することで、NM
OS形成領域505上のポリシリコン519のみN型ポ
リシリコンゲート(以後N+ ゲートと略す)とする(図
8(d))。
Similarly to the above, a resist 521 having an opening only in the NMOS formation region 505 is formed, and arsenic ions are implanted by ion implantation using the resist 521 as a mask.
Only the polysilicon 519 on the OS formation region 505 is an N-type polysilicon gate (hereinafter abbreviated as an N + gate) (FIG. 8D).

【0042】次に、図8(e)に示すようにレジスト5
21を除去し、ゲート不純物の活性化とインプラダメー
ジ回復のため熱処理を行う。その後タングステンシリサ
イド523をポリシリコン519上にスパッタ技術にて
2000〜3000Å形成する。ついで、ホトリソ・エ
ッチング技術でNMOS形成領域501及びPMOS形
成領域505にポリサイド構造のゲート電極525を形
成する。また第1、第2の実施例と同様にポリサイド構
造のゲート電極接続部527も示している。
Next, as shown in FIG.
21 is removed, and a heat treatment is performed to activate the gate impurities and recover the implant damage. Thereafter, tungsten silicide 523 is formed on polysilicon 519 by a sputtering technique at 2000 to 3000 °. Next, a gate electrode 525 having a polycide structure is formed in the NMOS formation region 501 and the PMOS formation region 505 by a photolithographic etching technique. Further, as in the first and second embodiments, a gate electrode connecting portion 527 having a polycide structure is also shown.

【0043】この後、ホトリソ技術を用いてNMOS形
成領域505が開口しているレジスト529を形成し、
砒素イオン5×1015ions/cm2 程度イオン注入を
おこないN+ S/D(ソース/ドレイン)インプラ層5
31を形成する(図8(f))。
Thereafter, a resist 529 having an opening in the NMOS formation region 505 is formed by photolithography,
Arsenic ions 5 × 10 15 ions / cm 2 are implanted into the N + S / D (source / drain) implant layer 5.
31 are formed (FIG. 8F).

【0044】上述と同様にPMOS形成領域501が開
口しているレジスト531を形成し、BF2 イオンを
2.5×1015ions/cm2 程度イオン注入を行ない
+ SDインプラ層533を形成したものである(図9
(g))。
In the same manner as described above, a resist 531 having an opening in the PMOS formation region 501 was formed, and BF 2 ions were implanted at about 2.5 × 10 15 ions / cm 2 to form a P + SD implant layer 533. (Fig. 9
(G)).

【0045】図9(h)に示すように、基板500にN
SG/BPSG膜535を1000/7000ÅCVD
技術にて形成する。
As shown in FIG. 9H, N
SG / BPSG film 535 is 1000/7000 CVD
Formed by technology.

【0046】この基板500にホトリソ・エッチング技
術にて、ゲート電極接続部527の中央部上のBPSG
膜535をエッチングし、シリサイドエッチ用スリット
パターン537を形成する(図9(i))。
The BPSG on the central portion of the gate electrode connecting portion 527 is formed on the substrate 500 by photolithographic etching.
The film 535 is etched to form a silicide etch slit pattern 537 (FIG. 9 (i)).

【0047】さらに、BPSG膜535をマスクに王水
エッチングで、ゲート電極接続部527のタングステン
シリサイド523をエッチングし、シリサイド削除部5
39を形成する。その後、BPSG膜535の平坦化と
各インプラ層の活性化のためBPSGフローと呼ばれる
熱処理を行なったもので、P+ S/Dインプラ層533
はP+ S/D層541に、N+ S/Dインプラ層531
はN+ S/D層543になる(図9(j))。なお、図
9(j)ではスリットパターン537は開口しているが
BPSGフロー時に埋まる。
Further, the tungsten silicide 523 of the gate electrode connecting portion 527 is etched by aqua regia using the BPSG film 535 as a mask, and the silicide removed portion 5 is etched.
Form 39. Thereafter, a heat treatment called a BPSG flow is performed for flattening the BPSG film 535 and activating each of the implantation layers, and the P + S / D implantation layer 533 is formed.
Represents a P + S / D layer 541 and an N + S / D implantation layer 531
Becomes the N + S / D layer 543 (FIG. 9 (j)). In FIG. 9J, the slit pattern 537 is open but is filled during the BPSG flow.

【0048】最後に、ホトリソ・エッチング技術により
コンタクト孔を開口し、配線545を形成することでC
MOS集積回路は完成する(図9(k))。
Finally, a contact hole is opened by a photolithographic etching technique, and a wiring 545 is formed.
The MOS integrated circuit is completed (FIG. 9 (k)).

【0049】[0049]

【発明の効果】以上、詳細に説明したようにこの発明に
よれば、ポリサイドゲートにおいてP型ゲート及びN型
ゲート形成後、ゲート電極のゲート電極接続部にシリサ
イド削除部を設けた。この後熱処理例えばソース/ドレ
インインプラ層の活性化(アニール)を行なってもP型
ゲートのP型不純物とN型ゲートのN型不純物がシリサ
イド膜を通して相互に拡散することはなくなる。そのた
め結果としてゲート電極の等価抵抗の増加を最小限に収
めることができ、MOSトランジスタの閾値のバラツキ
や再現性が大きく改善される。
As described above in detail, according to the present invention, after forming the P-type gate and the N-type gate in the polycide gate, the silicide-removed portion is provided at the gate electrode connecting portion of the gate electrode. Thereafter, even if a heat treatment such as activation (annealing) of the source / drain implant layer is performed, the P-type impurity of the P-type gate and the N-type impurity of the N-type gate do not mutually diffuse through the silicide film. As a result, the increase in the equivalent resistance of the gate electrode can be minimized, and the variation in the threshold value and the reproducibility of the MOS transistor are greatly improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例の工程断面図FIG. 1 is a process sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の工程断面図FIG. 2 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の工程断面図FIG. 3 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図4】従来のCMOS回路の断面斜視図FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of a conventional CMOS circuit.

【図5】従来のCMOS回路の断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional CMOS circuit.

【図6】本発明の第2の実施例の工程断面図FIG. 6 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例の工程断面図FIG. 7 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例の工程断面図FIG. 8 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例の工程断面図FIG. 9 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

135,417,517 ポリシリコン 423,523 シリサイド 145,425,525 ゲート電極 147,427,527 ゲート電極接続部 181,433,537 シリサイド削除部 135, 417, 517 Polysilicon 423, 523 Silicide 145, 425, 525 Gate electrode 147, 427, 527 Gate electrode connecting part 181, 433, 537 Silicide removing part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/092 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/092 H01L 21/8238 H01L 27/06 H01L 21/8222 H01L 21/8249 H01L 21/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 27/092 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/092 H01L 21/8238 H01L 27/06 H01L 21/8222 H01L 21/8249 H01L 21/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 P型不純物が導入された第1ポリサイド
電極を有するPチャネル型トランジスタと、N型不純物
が導入された第2ポリサイド電極を有するNチャネル型
トランジスタとを有し、前記第1および第2のポリサイド
電極はポリサイド構造の接続部を介して実質的に接続さ
れてなる半導体集積回路の製造方法において、 前記第1および第2のポリサイド電極に不純物を導入後、 前記接続部のポリサイド電極の上層を構成するシリサイ
ド層の一部を除去し、 その後に熱処理を行うことを特徴とする半導体集積回路
の製造方法
1. A semiconductor device comprising: a P-channel transistor having a first polycide electrode into which a P-type impurity is introduced; and an N-channel transistor having a second polycide electrode into which an N-type impurity is introduced. In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, wherein a second polycide electrode is substantially connected via a connection portion having a polycide structure, after introducing impurities into the first and second polycide electrodes, the polycide electrode of the connection portion A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising removing a part of a silicide layer constituting an upper layer of the semiconductor integrated circuit, and thereafter performing a heat treatment.
【請求項2】 CMOSトランジスタ形成領域およびバ
イポーラトランジスタ形成領域を有する半導体基板を準
備する工程と、 前記CMOSトランジスタ形成領域の前記半導体基板
に、第1のポリサイド電極を有するPチャネル型トラン
ジスタと第2のポリサイド電極を有するNチャネル型ト
ランジスタとを形成する工程であって、前記第1ポリサ
イド電極と前記第2ポリサイド電極は、ポリサイド構造
の接続部を介して実質的に接続されている前記形成工程
と、 前記バイポーラトランジスタ形成領域の前記半導体基板
に、コレクタ電極、ベース電極、エミッタ電極のそれぞ
れを有するバイポーラトランジスタを形成する工程と、 前記ポリサイド電極上から前記ベース電極上に延在する
白金層を形成する工程と、 前記白金層を熱処理して、前記バイポーラトランジスタ
の前記ベース電極に接する白金シリサイド層を形成する
工程と、 前記白金層の除去と同時に、前記接続部のポリサイド構
造の上層を構成するシリサイド層の一部を除去する工程
とを有することを特徴とする半導体集積回路の製造方
法。
A step of preparing a semiconductor substrate having a CMOS transistor forming region and a bipolar transistor forming region; and a step of: forming a P-channel transistor having a first polycide electrode on the semiconductor substrate in the CMOS transistor forming region; Forming an N-channel transistor having a polycide electrode, wherein the first polycide electrode and the second polycide electrode are substantially connected to each other via a connection portion having a polycide structure; Forming a bipolar transistor having a collector electrode, a base electrode, and an emitter electrode on the semiconductor substrate in the bipolar transistor formation region; and forming a platinum layer extending from the polycide electrode to the base electrode. Heat treating the platinum layer, Forming a platinum silicide layer in contact with the base electrode of the polar transistor; and, simultaneously with removing the platinum layer, removing a part of a silicide layer constituting an upper layer of the polycide structure of the connection portion. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit.
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