JP3572850B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、MOS型トランジスタを有するIC(集積回路)等の半導体装置の製法に関し、特にサリサイド(Self−Aligned Silicide) プロセスを用いてLDD(Lightly Doped Drain) 構造のMOS型トランジスタを形成する際に例えばドレイン配置部において抵抗とすべき部分を覆うマスク層に自己整合した形で低不純物濃度の第1ドレイン領域及びドレインコンタクト領域を形成した後マスク層を介して高濃度の不純物ドーピングを行なうことによりドレイン配置部に対応して第2ドレイン領域を形成し、さらにマスク層に自己整合した形で第1及び第2のドレインシリサイド層を形成してこれらのシリサイド層間にマスク層に対応して抵抗部を定めることにより抵抗部の抵抗値ばらつきを抑制すると共に工程の簡略化を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、サリサイドプロセスを用いて低抵抗のソース及びドレイン領域を有するLDD構造のMOS型トランジスタを製造する方法が知られている。このような方法によると、高抵抗を必要とする入出力保護回路等の回路部においては、ソース及びドレイン領域のサイズを大きくする必要があり、高集積化に不利であった。
【0003】
そこで、サリサイドプロセスを改良して高抵抗のソース及びドレイン領域を有するLDD構造のMOS型トランジスタを製造する方法が提案されている(例えば、特開平5−3173号公報参照)。図21〜23は、このような方法に従って高抵抗のソース及びドレイン領域を有するMOS型トランジスタと低抵抗のソース及びドレイン領域を有するMOS型トランジスタとを製造する工程を示すものである。
【0004】
図21の工程では、P型シリコン基板10の表面に素子孔11a,11bを有するフィールド絶縁膜11を形成した後、素子孔11a,11b内のシリコン表面にゲート絶縁膜12a,12bを形成する。基板上面にポリSi(シリコン)層及びWSi(タングステンシリサイド)層を順次に被着した後、ポリSi及びWSiの積層を所望のゲートパターンに従ってパターニングしてゲート電極層Ga,Gbをそれぞれゲート絶縁膜12a,12bの上に形成する。ゲート電極層Gaは、パターニングの結果として残存するポリSi層13a及びWSi層14aの積層からなり、ゲート電極層Gbは、パターニングの結果として残存するポリSi層13b及びWSi層14bの積層からなる。
【0005】
次に、ゲート絶縁膜12a及びゲート電極層Gaの積層とゲート絶縁膜12b及びゲート電極層Gbの積層とフィールド絶縁膜11とをマスクとして素子孔11a,11b内のシリコン表面にN型決定不純物を選択的にドーピングすることによりN− 型のソース領域15s及びドレイン領域15dを形成すると共にN− 型のソース領域16s及びドレイン領域16dを形成する。そして、基板上面にサイドスペーサ材膜としてシリコンオキサイド膜を被着した後、サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことによりゲート電極層Gaの両側部にサイドスペーサ17s,17dを形成すると共にゲート電極層Gbの両側部にサイドスペーサ18s,18dを形成する。また、このときのエッチバック処理によりゲート絶縁膜12a,12bにおいてゲート電極層Ga,Gb及びサイドスペーサ17s,17d,18s,18dに覆われない部分をエッチングしてソース領域15s,16s及びドレイン領域15d,16dにおいてゲート絶縁膜12a,12bのエッチング部分に対応する部分をそれぞれ露呈させる。
【0006】
次に、基板上面にシリサイド化防止膜としてシリコンオキサイド膜を被着した後、レジスト層をマスクとしてシリサイド化防止膜を選択的にエッチングすることによりゲート絶縁膜12a、ゲート電極層Ga及びサイドスペーサ17s,17dを含む第1のゲート部とソース領域15sにおいて第1のゲート部に隣接する部分Rsとドレイン領域15dにおいて第1のゲート部に隣接する部分Rdとを覆うようにシリサイド化防止膜19を残存させる。この後、基板上面にシリサイド形成金属膜としてTi(チタン)膜20を被着する。
【0007】
図22の工程では、シリサイド化処理を行なった後、Ti膜20の未反応部分をエッチングにより除去する。この結果、ソース領域15s、ドレイン領域15d、ソース領域16s及びドレイン領域16dにそれぞれシリサイド層21s,21d,22s及び22dが形成される。このとき、ゲート電極層GbのWSi層14bではシリサイド化反応が生じない。
【0008】
図23の工程では、シリサイド化防止膜19をエッチングにより除去する。そして、ゲート絶縁膜12a、ゲート電極層Ga及びサイドスペーサ17s,17dを含む第1のゲート部とゲート絶縁膜12b、ゲート電極層Gb及びサイドスペーサ18s,18dを含む第2のゲート部とフィールド絶縁膜11とをマスクとし且つシリサイド層21s,21d,22s,22dを介して素子孔11a,11b内のシリコン表面にN型決定不純物を選択的にドーピングすることによりN+ 型のソース領域23s及びドレイン領域23dを形成すると共にN+ 型のシリコン領域24s及びドレイン領域24dを形成する。
【0009】
上記した製法によれば、素子孔11a内に形成されるMOS型トランジスタでは、ソース領域23sにおいてシリサイド化防止膜19で直接覆われていた部分Rsとドレイン領域23dにおいてシリサイド化防止膜19で直接覆われていた部分Rdとにはシリサイド層が形成されず、これらの部分Rs,Rdはいずれも高抵抗部となる。一方、素子孔11b内に形成されるMOS型トランジスタでは、ソース領域24s及びドレイン領域24dのいずれにも膜19のようなシリサイド化防止膜を配置しなかったので、シリサイド層22s及び22dは、それぞれソース領域24s及びドレイン領域24dの大部分を占めるようになり、シリコン領域24s及びドレイン領域24dはいずれも低抵抗となる。
【0010】
通常、素子孔11a内のMOS型トランジスタは、ESD(Electro−Static Discharge)耐性が高いもので、ICの入出力バッファ回路等に使用される。また、素子孔11b内のMOS型トランジスタは、ESD耐性が低いもので、ICの内部回路等に使用される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記した製法によると、シリサイド化防止膜19の形成位置は、ホトリソグラフィ処理によりエッチングマスクとしてのレジスト層を形成する際の位置合せずれに応じて若干ずれることがある。このため、高抵抗部Rs,Rdの抵抗値のばらつきが大きいという問題点がある。
【0012】
また、通常のサリサイドプロセスに比べてシリサイド化防止膜の被着、パターニング及び除去の3工程を追加する必要があり、工程数が多いという問題点もある。
【0013】
この発明の目的は、これらの問題点を解決し、ESD耐性が高いMOS型トランジスタを歩留りよく製造することができる新規な半導体装置の製法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体装置の製法は、
一導電型のチャンネルを有するMOS型トランジスタを形成すべきシリコン領域を一方の主面に有する基板を用意する工程と、
前記シリコン領域上に位置する素子孔を有するフィールド絶縁膜を前記基板の一方の主面に形成する工程と、
前記素子孔内のシリコン表面を覆ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記素子孔をソース配置部及びドレイン配置部に分けるように前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極層を形成する工程と、
前記ソース配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ソース配置部と前記ゲート電極層から遠いソースコンタクト配置部とに分けるように前記ソース配置部に絶縁性の第1のマスク層を配置すると共に、前記ドレイン配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ドレイン配置部と前記ゲート電極層から遠いドレインコンタクト配置部とに分けるように前記ドレイン配置部に絶縁性の第2のマスク層を配置する工程と、
前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極層の積層と前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより比較的低不純物濃度の第1ソース及び第1ドレイン領域をそれぞれ前記低濃度ソース配置部及び低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度のソースコンタクト領域及びドレインコンタクト領域をそれぞれ前記ソースコンタクト配置部及び前記ドレインコンタクト配置部に対応して形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極層と前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って絶縁性のサイドスペーサ材膜を被着する工程と、
前記第1及び第2のマスク層を残すように前記サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことにより前記ゲート電極層において前記第1ソース及び第1ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第1及び第2のサイドスペーサを形成すると共に前記第1ソース領域において前記第1のサイドスペーサ及び前記第1のマスク層の間に介在する部分と前記第1ドレイン領域において前記第2のサイドスペーサ及び前記第2のマスク層の間に介在する部分と前記ソースコンタクト領域において前記第1のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記ドレインコンタクト領域において前記第2のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極層と前記第1及び第2のサイドスペーサとを含むゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第1及び第2のマスク層を介して前記素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより比較的高不純物濃度の第2ソース及び第2ドレイン領域をそれぞれ前記ソース配置部及び前記ドレイン配置部に対応して形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記第1及び第2のサイドスペーサと前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1ソース領域、前記ソースコンタクト領域、前記第1ドレイン領域及び前記ドレインコンタクト領域のそれぞれのシリサイド化予定部にシリサイド形成金属を接触させた状態でシリサイド化処理を行なった後、未反応のシリサイド形成金属を除去することにより前記第1ソース領域のシリサイド化予定部及び前記ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に前記第1ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第1及び第2のソースシリサイド層間に前記第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めると共に前記第1及び第2のドレインシリサイド層間に前記第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定める工程と
を含むものである。
【0015】
この発明の方法によれば、ソース配置部において第1のマスク層に自己整合した形で第1ソース領域及びソースコンタクト領域が形成されると共にドレイン配置部において第2のマスク層に自己整合した形で第1ドレイン領域及びドレインコンタクト領域が形成される。そして、第1及び第2のマスク層を介しての不純物導入によりソース配置部及びドレイン配置部にそれぞれ対応して第2ソース領域及び第2ドレイン領域が形成される。この後、第1のマスク層に自己整合した形で第1及び第2のソースシリサイド層が形成されると共に第2のマスク層に自己整合した形で第1及び第2のドレインシリサイド層が形成され、それによって第1及び第2のソースシリサイド層間に第1のマスク層に対応して第1の抵抗部が定められると共に第1及び第2のドレインシリサイド層間に第2のマスク層に対応して第2の抵抗部が定められる。
【0016】
従って、レジスト層をマスクとする選択エッチング処理により第1及び第2のマスク層を形成する際にレジストパターニング用のホトマスクの位置合せずれ等により第1及び第2のマスク層の位置がソース配置部及びドレイン配置部に対して若干ずれたとしても、その位置変動により第1及び第2のマスク層のソース−ドレイン方向の長さは実質的に変動せず、第1及び第2の抵抗部の抵抗も実質的に変動しない。このため、第1及び第2の抵抗部の抵抗値ばらつきを抑制することができる。
【0017】
また、この発明の方法にあっては、第1及び第2のマスク層を介して高濃度の不純物導入を行なった後第1及び第2のマスク層をマスクとしてシリサイド化処理を行なうようにしたので、第1及び第2のマスク層を除去する必要がなく、工程が簡単となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1〜9は、この発明の一実施形態に係るCMOS(コンプリメンタリMOS)型ICの製造工程を示すもので、各々の図に対応する工程(1)〜(9)を順次に説明する。図1〜9においては、図1で代表的に示すように(A)のB−B’線に沿う断面及び(A)のC−C’線に沿う断面をそれぞれ(B)及び(C)に示す。また、図10〜18は、CMOS型ICにおける抵抗素子の形成工程を示すもので、図10,13,14においては、図10で代表的に示すように(A)のD−D’線に沿う断面を(B)に示し、図11,12,15〜18においても図10(A)のD−D’線個所と同様の個所の断面を示す。
【0019】
(1)シリコン基板30の一方の主面には、N型ウェル領域32N とP型ウェル領域32P とをイオン注入法等により形成した後、ウェル領域32N 上に位置する素子孔34a,34bとウェル領域32P 上に位置する素子孔34c,34dとを有するフィールド絶縁膜34を選択酸化法により形成する。フィールド絶縁膜34は、一例として400nmの厚さのシリコンオキサイド膜からなる。素子孔34a,34b,34c,34dは、図19に示すようなPチャンネルMOS型トランジスタT3 ,PチャンネルMOS型トランジスタT1 ,NチャンネルMOS型トランジスタT4 ,NチャンネルMOS型トランジスタT2 をそれぞれ配置するためのものである。素子孔34a,34b,34c,34d内のシリコン表面にはそれぞれゲート絶縁膜36a,36b,36c,36dを熱酸化法等により形成する。ゲート絶縁膜36a〜36dは、一例として10nmの厚さのシリコンオキサイド膜からなる。
【0020】
次に、基板上面にフィールド絶縁膜34及びゲート絶縁膜36a〜36dを覆ってポリSi層をCVD(ケミカル・ベーパー・デポジション)法等により被着する。このときのポリSi層としては、厚さ20nmのポリSi層を低圧CVD法により被着することができる。周知のホトリソグラフィ及び選択的エッチング処理により所望のゲートパターンに従ってポリSi層をパターニングすることによりゲート絶縁膜36a,36b,36c,36dの上にそれぞれゲート用ポリSi層38a,38b,38c,38dを形成する。ポリSi層38aは、素子孔34aをソース配置部S及びドレイン配置部Dに分けるように形成し、素子孔34b〜34dについても同様にしてポリSi層38b〜38dを形成する。図10に示す抵抗素子配置部では、このときのポリSiパターニング処理によりフィールド絶縁膜34の上に一例としてコの字状の平面パターンを有する抵抗用ポリSi層38Rを形成する。
【0021】
(2)基板上面にフィールド絶縁膜34、ゲート絶縁膜36a〜36d及びポリSi層38a〜38dを覆ってマスク用SiN(シリコンナイトライド)層40をCVD法等により被着する。SiN層40としては、厚さ20nmのSiN層を低圧CVD法により被着することができる。図11に示す抵抗素子配置部では、このときの被着処理によりフィールド絶縁膜34の上にポリSi層38Rを覆うようにSiN層40を形成する。
【0022】
(3)基板上面にSiN層40を覆ってレジスト層を形成し、パターニングすることによりレジスト層42P1 ,42P2 ,42Nを残存させる。レジスト層42P1 は、素子孔34aにおいてソース配置部Sを低濃度ソース配置部P1 とソースコンタクト配置部P2 とに分けるように残存させると共に、レジスト層42P2 は、素子孔34aにおいてドレイン配置部Dを低濃度ドレイン配置部P3 とドレインコンタクト配置部P4 とに分けるように残存させる。レジスト層42Nは、素子孔34c,34dを覆うように残存させる。図12に示す抵抗素子配置部では、このときのレジストパターニング処理によりポリSi層38Rを覆うようにレジスト層42Rを残存させる。
【0023】
次に、レジスト層42P1 ,42P2 ,42N,42RをマスクとしてSiN層40を選択的にウェットエッチング又はドライエッチングすることによりSiN層40P1 ,40P2 ,40N,40Rをそれぞれレジスト層42P1 ,42P2 ,42N,42Rに対応した平面パターンで残存させる。そして、ゲート絶縁膜36a及びポリSi層38aの積層とゲート絶縁膜36b及びポリSi層38bの積層とSiN層40P1 及びレジスト層42P1 の積層とSiN層40P2 及びレジスト層42P2 の積層とレジスト層42N,42Rとフィールド絶縁膜34とをマスクとして素子孔34a,34b内のシリコン表面にP型決定不純物としてのBF2 を選択的にイオン注入する処理により素子孔34a内には各々P− 型を有するソース領域44P1 、ソースコンタクト領域44P2 、ドレイン領域44P3 及びドレインコンタクト領域44P4 をそれぞれ低濃度ソース配置部P1 、ソースコンタクト配置部P2 、低濃度ドレイン配置部P3 及びドレインコンタクト配置部P4 に対応して形成すると共に素子孔34b内には各々P− 型を有するソース領域44P5 及びドレイン領域46P6 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成する。ポリSi層38a,38bを低抵抗化するため、これらの層にもBF2 イオンを注入する。BF2 イオンの注入条件は、加速電圧40keV、ドーズ量2×1013/cm2 とすることができる。この後、周知のアッシング処理等によりレジスト層42P1 ,42P2 ,42N,42Rを除去する。
【0024】
(4)基板上面にフィールド絶縁膜34及びSiN層40P1 ,40P2 ,40N,40Rを覆ってレジスト層を形成し、パターニングすることによりレジスト層46N1 ,46N2 ,46Pを残存させる。レジスト層46N1 は、素子孔34cにおいてソース配置部Sを低濃度ソース配置部N1 とソースコンタクト配置部N2 とに分けるように残存させると共に、レジスト層46N2 は、素子孔34cにおいてドレイン配置部Dを低濃度ドレイン配置部N3 とドレインコンタクト配置部N4 とに分けるように残存させる。レジスト層46Pは、素子孔34a,34bを覆うように残存させる。図13に示す抵抗素子配置部では、このときのレジストパターニング処理によりポリSi層38Rにおいて高抵抗とすべき部分を覆い且つ端子部Q1 ,Q2 を露呈するようにレジスト層46Rを残存させる。
【0025】
次に、レジスト層46N1 ,46N2 ,46P,46RをマスクとしてSiN層40N,40Rを選択的にウェットエッチング又はドライエッチングすることによりSiN層40N1 ,40N2 ,40R’をそれぞれレジスト層46N1 ,46N2 ,46Rに対応した平面パターンで残存させる。そして、ゲート絶縁膜36c及びポリSi層38cの積層とゲート絶縁膜36d及びポリSi層38dの積層とSiN層40N1 及びレジスト層46N1 の積層とSiN層40N2 及びレジスト層46N2 の積層とレジスト層46Pとフィールド絶縁膜34とをマスクとして素子孔34c,34d内のシリコン表面にN型決定不純物としてのP(リン)を選択的にイオン注入する処理により素子孔34c内には各々N− 型を有するソース領域48N1 、ソースコンタクト領域48N2 、ドレイン領域48N3 及びドレインコンタクト領域48N4 をそれぞれ低濃度ソース配置部N1 、ソースコンタクト配置部N2 、低濃度ドレイン配置部N3 及びドレインコンタクト配置部N4 に対応して形成すると共に素子孔34d内には各々N− 型を有するソース領域48N5 及びドレイン領域48N6 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成する。ポリSi層38c,38dを低抵抗化するため、これらの層にもPイオンを注入する。Pイオンの注入条件は、加速電圧40keV、ドーズ量2×1013/cm2 とすることができる。図13に示す抵抗素子配置部では、このときのイオン注入処理によりSiN層40R’及びレジスト層46Rの積層をマスクとしてポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 にPをドーピングすることにより端子部Q1 ,Q2 の抵抗を低下させる。この後、レジスト層46N1 ,46N2 ,46P,46Rを除去する。
【0026】
(5)基板上面にゲート絶縁膜36a〜36d、ポリSi層38a〜38d、ポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 、SiN層40P1 ,40P2 ,40N1 ,40N2 ,40R’及びフィールド絶縁膜34を覆ってCVD法等によりサイドスペーサ材膜を被着する。サイドスペーサ材膜としては、厚さ200nmのシリコンオキサイド膜を低圧CVD法により被着することができる。そして、SiN層40P1 ,40P2 ,40N1 ,40N2 ,40R’を残すようにサイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことによりポリSi層38a,38b,38c,38dのそれぞれの側部にサイドスペーサ50a,50b,50c,50dを形成すると共に図14に示すようにポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 のそれぞれの側部にサイドスペーサ50R1 ,50R2 を形成する。このときのエッチバック処理としては、シリコンナイトライドのエッチング速度に対してシリコンオキサイドのエッチング速度が十分に大きい異方性ドライエッチング処理(一例は、J.Vac.Sci.Technol.B12(1),Jan/Feb 1994,pp427−432 に示されている)を用いることができる。
【0027】
このときのエッチバック処理では、ゲート絶縁膜36a〜36dを選択的にエッチングすることによりソース領域44P1 においてサイドスペーサ50a及びSiN層40P1 の間に介在する部分P11とソースコンタクト領域44P2 においてSiN層40P1 で覆われた部分に隣接する部分P12とドレイン領域44P3 においてサイドスペーサ50a及びSiN層40P2 の間に介在する部分P13とドレインコンタクト領域44P4 においてSiN層40P2 で覆われた部分に隣接する部分P14とソース領域44P5 においてポリSi層38b及びサイドスペーサ50bで覆われた部分に隣接する部分P5 とドレイン領域44P6 においてポリSi層38b及びサイドスペーサ50bで覆われた部分に隣接する部分P6 とソース領域48N1 においてサイドスペーサ50c及びSiN層40N1 の間に介在する部分N11とソースコンタクト領域48N2 においてSiN層40N1 で覆われた部分に隣接する部分N12とドレイン領域48N3 においてサイドスペーサ50c及びSiN層40N2 の間に介在する部分N13とドレインコンタクト領域48N4 においてSiN層40N2 で覆われた部分に隣接する部分N14とソース領域48N5 においてポリSi層38d及びサイドスペーサ50dで覆われた部分に隣接する部分N5 とドレイン領域48N6 においてポリSi層38d及びサイドスペーサ50dで覆われた部分に隣接する部分N6 とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる。また、ポリSi層38a〜38dのそれぞれの上部及びポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 のそれぞれの上部もシリサイド化予定部として露呈させる。
【0028】
(6)基板上面に素子孔34a〜34d及びフィールド絶縁膜34を覆ってレジスト層を形成し、パターニングすることによりレジスト層52を残存させる。レジスト層52は、素子孔34c,34dとポリSi層38c,38dとSiN層40N1 ,40N2 とサイドスペーサ50c,50dとを覆うように残存させる。図15に示す抵抗素子部では、このときのレジストパターニング処理によりポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 とSiN層40R’とサイドスペーサ50R1 ,50R2 とを覆うようにレジスト層52Rを残存させる。
【0029】
次に、ゲート絶縁膜36a、ポリSi層38a及びサイドスペーサ50aを含む第1のゲート部とゲート絶縁膜36b、ポリSi層38b及びサイドスペーサ50bを含む第2のゲート部とレジスト層52とフィールド絶縁膜34とをマスクとし且つSiN層40P1 ,40P2 を介して素子孔34a,34b内のシリコン表面にP型決定不純物としてのBF2 を選択的にイオン注入する処理により素子孔34a内には各々P+ 型を有するソース領域54P1 及びドレイン領域54P2 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成すると共に素子孔34b内には各々P+ 型を有するソース領域54P3 及びドレイン領域54P4 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成する。ポリSi層38a,38bを低抵抗化するため、これらの層にもBF2 イオンを注入する。BF2 イオンの注入条件は、加速電圧50keV、ドーズ量2×1015/cm2 とすることができる。この後、レジスト層52,52Rを除去する。
【0030】
(7)基板上面に素子孔34a〜34d及びフィールド絶縁膜34を覆ってレジスト層を形成し、パターニングすることによりレジスト層56を残存させる。レジスト層56は、素子孔36a,36bとポリSi層38a,38bとSiN層40P1 ,40P2 とサイドスペーサ50a,50bとを覆うように残存させる。図16に示す抵抗素子配置部では、このときのレジストパターニング処理によりSiN層40R’を覆い且つポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 を露呈するようにレジスト層56Rを残存させる。
【0031】
次に、ゲート絶縁膜36c、ポリSi層38c及びサイドスペーサ50cを含む第3のゲート部とゲート絶縁膜36d、ポリSi層38d及びサイドスペーサ50dを含む第4のゲート部とレジスト層56とフィールド絶縁膜34とをマスクとし且つSiN層40N,40N2 を介して素子孔34c,34d内のシリコン表面にN型決定不純物としてのPを選択的にイオン注入する処理により素子孔34c内には各々N+ 型を有するソース領域58N1 及びドレイン領域58N2 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成すると共に素子孔34d内には各々N+ 型を有するソース領域58N3 及びドレイン領域N4 をそれぞれソース配置部S及びドレイン配置部Dに対応して形成する。ポリSi層38c,38dを低抵抗化するため、これらの層にもPイオンを注入する。Pイオンの注入条件は、加速電圧50keV、ドーズ量4×1015/cm2 とすることができる。図16に示す抵抗素子配置部では、このときのイオン注入処理によりレジスト層56RをマスクとしてポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 にPをドーピングすることにより端子部Q1 ,Q2 の抵抗を低下させる。この後、レジスト層56,56Rを除去する。
【0032】
(8)基板上面に全面的にシリサイド形成金属膜を被着する。シリサイド形成金属膜としては、厚さ50nmのTi膜をスパッタ法で被着することができる。Ti膜を図5に関して前述したシリサイド化予定部に接触させた状態でゲート絶縁膜36a〜36dとSiN層40P1 ,40P2 ,40N1 ,40N2 とサイドスペーサ50a〜50dとフィールド絶縁膜34とをマスクとしてシリサイド化処理を行なった後、基板上面から未反応のシリサイド形成金属をエッチングにより除去することによりソース領域54P1 にはソースシリサイド層60P1 及び60P2 を、ドレイン領域54P2 にはドレインシリサイド層60P3 及び60P4 を、ソース領域54P3 にはソースシリサイド層60P5 を、ドレイン領域54P4 にはドレインシリサイド層60P6 を、ソース領域58N1 にはソースシリサイド層60N1 及び60N2 を、ドレイン領域58N2 にはドレインシリサイド層60N3 及び60N4 を、ソース領域58N3 にはソースシリサイド層60N5 を、ドレイン領域58N4 にはドレインシリサイド層60N6 を、ポリSi層38a,38b,38c,38d上にはゲートシリサイド層60P7 ,60P8 ,60N7 ,60N8 をそれぞれ形成する。このときのTiシリサイド化処理としては、600〜700℃数十秒間の熱処理を行なうことができる。図17に示す抵抗素子配置部では、このときのシリサイド化処理によりSiN層40R’及びサイドスペーサ50R1 をマスクとしてポリSi層38Rの端子部Q1 にシリサイド層60Rを形成し、同様にしてポリSi層38Rの端子部Q2 にもシリサイド層(図示せず)を形成する。
【0033】
この後、60P1 〜60P8 及び60N1 〜60N8 の各シリサイド層を低抵抗化するための熱処理を行なう。この熱処理は、Tiシリサイドの場合、800〜900℃数秒〜数十秒の条件で行なうことができる。
【0034】
(9)基板上面に全面的にシリコンオキサイド等の層間絶縁膜62を形成する。そして、ホトリソグラフィ及び選択エッチング処理により所望の接続孔を層間絶縁膜62に形成した後、層間絶縁膜62の上にAl合金等の配線材層を被着し、パターニングすることにより配線層64P1 〜64P4 ,64N1 〜64N4 を形成する。配線層64P1 ,64P2 は、それぞれシリサイド層60P2 ,60P4 に接続されると共に、配線層64P3 ,64P4 は、それぞれシリサイド層60P5 ,60P6 に接続される。また、配線層64N1 ,64N2 は、それぞれシリサイド層60N2 ,60N4 に接続されると共に、配線層64N3 ,64N4 は、それぞれシリサイド層60N5 ,60N6 に接続される。
【0035】
図18に示す抵抗素子配置部では、前述の層間絶縁膜形成工程においてフィールド絶縁膜34上にSiN層40R’、サイドスペーサ50R1 ,50R2 、シリサイド層60R等を覆って層間絶縁膜62を形成する。また、前述の接続孔形成及び配線形成工程を流用してポリSi層38Rの端子部Q1 のシリサイド層60Rにつながる配線層64Rを形成し、同様にしてポリSi層38Rの端子部Q2 のシリサイド層につながる配線層(図示せず)を形成する。
【0036】
上記した製造工程によれば、ウェル領域32N ,32P には、図19に示すようなMOS型トランジスタT3 ,T1 ,T4 ,T2 がそれぞれ形成される。トランジスタT3 は、Pチャンネルを有するものであり、ソース領域54P1 においてシリサイド層60P1 及び60P2 の間に図19の抵抗R3 に相当する抵抗部が定められると共にドレイン領域54P2 においてシリサイド層60P3 及び60P4 の間に図19の抵抗R4 に相当する抵抗部が定められている。トランジスタT1 は、Pチャンネルを有するものであり、ソース領域54P3 の大部分をシリサイド層60P5 が占めると共にドレイン領域54P4 の大部分をシリサイド層60P6 が占めている。トランジスタT4 は、Nチャンネルを有するものであり、ソース領域58N1 においてシリサイド層60N1 及び60N2 の間に図19の抵抗R1 に相当する抵抗部が定められると共にドレイン領域58N2 においてシリサイド層60N3 及び60N4 の間に図19の抵抗R2 に相当する抵抗部が定められている。トランジスタT2 は、Nチャンネルを有するものであり、ソース領域58N3 の大部分をシリサイド層60N5 が占めると共にドレイン領域58N4 の大部分をシリサイド層60N6 が占めている。
【0037】
従って、トランジスタT1 ,T2 は、いずれも低抵抗のソース及びドレイン領域を有するものであり、トランジスタT3 ,T4 は、いずれも高抵抗のソース及びドレイン領域を有するものである。このため、トランジスタT3 ,T4 は、トランジスタT1 ,T2 に比べてESD耐性が高くなる。
【0038】
上記した製造工程によれば、T3 又はT4 のいずれのトランジスタについても、抵抗部の抵抗値ばらつきを抑制することができると共に工程数を低減することができる。例えばトランジスタT4 については、SiN層40N1 ,40N2 に自己整合した形でシリサイド層60N1 〜60N4 を形成するので、SiN層40N1 ,40N2 の形成位置がホトリソグラフィ処理時のホトマスクの位置合せずれ等により若干ずれても、シリサイド層60N1 及び60N2 の間にSiN層40N1 に対応して定められる抵抗部の抵抗とシリサイド層60N3 及び60N4 の間にSiN層40N2 に対応して定められる抵抗部の抵抗は、いずれも実質的に変動しない。また、SiN層40N1 ,40N2 を介してN+ 型領域58N1 ,58N2 の形成のための不純物ドーピングを行なった後、SiN層40N1 ,40N2 をマスクとしてシリサイド化処理を行なうので、SiN層40N1 ,40N2 を除去しなくてよい。
【0039】
上記した製造工程によれば、ゲート用のポリSi層38a〜38dには、2回の不純物ドーピングを行なうと共にシリサイド層60P7 ,60P8 ,60N7 ,60N8 を形成したので、低抵抗のゲート電極乃至配線を実現することができる。一方、抵抗用のポリSi層38Rでは、2回の不純物ドーピング及びシリサイド層の形成により端子部Q1 ,Q2 を低抵抗化すると共に抵抗とすべき部分をSiN層40R’及びレジスト層46R,56Rで覆ったので、精度よく高抵抗を実現することができる。
【0040】
上記した製造工程によれば、高抵抗のソース及びドレイン領域を有するコンプリメンタリなMOS型トランジスタT3 ,T4 と、高抵抗の抵抗素子(図18の38R)とを備えたICを簡単な工程で製造することができる。すなわち、レジスト層42P1 ,42P2 は、レジスト層42Nのパターニング工程を流用して形成すると共に、レジスト層46N1 ,46N2 ,46Rは、レジスト層46Pのパターニング工程を流用して形成し、さらにレジスト層52R,56Rは、それぞれレジスト層52,56のパターニング工程を流用して形成するようにしたので、ホトリソグラフィ工程の数は、通常のサリサイドプロセスを用いるCMOS型ICの製法と同数であり、新たなホトリソグラフィ工程を追加しなくてよい。
【0041】
図9及び図19は、ESD耐性が高いというトランジスタT3 ,T4 の特長を生かして保護回路PCを構成した例を示すもので、保護回路PCは、出力バッファ回路OBと、基板30の上部に出力端子として設けたパッド電極(いわゆるボンディングパッド)PDとの間に接続される。ウェル領域32N ,32P の配線は、図9では図示を省略したが、図19ではサブストレート配線として示されている。
【0042】
出力バッファ回路OBにおいて、トランジスタT1 のドレインシリサイド層60P6 とトランジスタT2 のドレインシリサイド層60N6 とが相互接続され、その接続点X1 がパッド電極PDに接続される。トランジスタT1 のソースシリサイド層60P5 とN型ウェル領域32N とが高電位VDDの電源ラインに接続されると共に、トランジスタT2 のソースシリサイド層60N5 とP型ウェル領域32P とが低電位VSSの電源ラインに接続される。トランジスタT1 ,T2 のドレイン接続点X1 とトランジスタT1 のゲートシリサイド層60P8 とトランジスタT2 のゲートシリサイド層60N8 とがそれぞれICの内部回路に接続される。
【0043】
保護回路PCにおいて、トランジスタT3 のドレインシリサイド層60P4 とトランジスタT4 のドレインシリサイド層60N4 とが相互接続され、その接続点X2 がパッド電極PDに接続される。トランジスタT3 のソースシリサイド層60P2 とゲートシリサイド層60P7 とN型ウェル領域32N とがVDDの電源ラインに接続されると共に、トランジスタT4 のソースシリサイド層60N2 とゲートシリサイド層60N7 とP型ウェル領域32P とがVSSの電源ラインに接続される。
【0044】
図20は、トランジスタT4 の断面構造を拡大して示すもので、図9,19と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0045】
N+ 型ソース領域58N1 とP型ウェル領域32P とN+ 型ドレイン領域58N2 とがラテラルバイポーラトランジスタBPを構成する。ドレインシリサイド層60N4 が接続点X2 を介してパッド電極PDに接続されると共に、ソースシリサイド層60N2 とゲートシリサイド層60N7 とウェル領域32P とがVSSの電源ラインに接続される。ソースシリサイド層60N1 ,60N2 の間には抵抗R1 に相当する抵抗部が設けられると共にドレインシリサイド層60N3 ,60N4 の間には抵抗R2 に相当する抵抗部が設けられている。
【0046】
例えばICの製造中又は運搬中にパッド電極PDにESD等の過大入力が印加されると、トランジスタBPのコレクタPN接合が回復可能なブレークダウンを起こし、抵抗R2 −トランジスタBP−抵抗R1 の経路で電流が流れ、VSSの電源ラインに吸収される。このため、出力バッファ回路OB内のトランジスタT1 ,T2 や内部回路のトランジスタは、過大入力から保護される。これと同様の保護動作は、トランジスタT3 においてVDDの電源ラインが何等かの原因で低電位にされたときにも行なわれることがある。
【0047】
ソース及びドレイン領域がシリサイド層60P5 ,60P6 ,60N5 ,60N6 により低抵抗化されたトランジスタT1 ,T2 を用いて保護回路PCを構成した場合は、ゲート絶縁膜の近傍に電流が集中してゲート絶縁膜の熱破壊を招きやすく、十分な保護機能が得られない。このための対策として、トランジスタサイズを大きくすることが考えられているが、これでは高集積化に不利である。
【0048】
この発明では、ソース及びドレイン領域にR3 ,R4 に相当する抵抗部を有するトランジスタT3 と、ソース及びドレイン領域にR1 ,R2 に相当する抵抗部を有するトランジスタT4 とを用いて保護回路PCを構成したので、ゲート絶縁膜の近傍での電流集中が緩和され、ゲート絶縁膜の熱破壊が起きにくい。従って、トランジスタサイズを特に大きくしなくても所望の保護機能を得ることができ、高集積化に有利となる。
【0049】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の改変形態で実施可能なものである。例えば、次の(1)〜(6)のような変更が可能である。
【0050】
(1)図1の工程では、ゲート用ポリSi層38a〜38dをパターニングする際にゲートパターンと同じパターンでゲート絶縁膜をパターニングしてもよい。
【0051】
(2)ゲート電極層としては、ポリSi層に限らず、ポリSi層上にシリサイド層を重ねたポリサイド層等を使用してもよい。ゲート電極層としてポリサイド層を用いた場合には、図8で述べたようなシリサイド化処理において、ポリサイド層の上部でのシリサイド化を省略してもよい。
【0052】
(3)不純物ドーピングは、P型決定不純物、N型決定不純物、P型決定不純物及びN型決定不純物の順に行なったが、他の順序で行なうこともできる。
【0053】
(4)ポリSi層38Rの端子部Q1 ,Q2 を低抵抗化するためには、N型決定不純物の代りにP型決定不純物をドーピングしてもよい。
【0054】
(5)図1に示したゲート用ポリSi層38a〜38d及び図10に示した抵抗用ポリSi層38Rとしては、ノンドープ(何もドープされていない)ポリSi層の代りに導電型決定不純物がドープされたポリSi層を用いてもよく、このようにすると、抵抗値の制御が簡単になる利点がある。一例として、シリサイド化されていないN型のポリSi層は、シリサイド化されたポリSi層のシート抵抗が5Ω/□程度であるのに対してシート抵抗が35Ω/□程度あり、高抵抗材料として利用可能である。ポリSi層38a〜38d,38RとしてN型ポリSi層を用いるためには、基板上面にCVD法によりノンドープのポリSi層を被着した後、図1,10に関して前述したようなゲート及び抵抗のパターニング処理を行なう前に該ノンドープのポリSi層に拡散炉等を用いてP(リン)等のN型決定不純物を高濃度にドープして該ノンドープのポリSi層を全面的にN型化すればよい(このようなN型化は、パターニング処理の後でも可能である)。このようにした場合、図3及び図6のイオン注入処理によりポリSi層38a,38bを構成するN型ポリSi層にP型決定不純物がカウンタードープされ、N型決定不純物の濃度とP型決定不純物の濃度とが同程度であれば互いに打ち消し合って不純物濃度のばらつきの制御が困難となる。そこで、P型決定不純物がドープされてもそれを無視できる程度に高濃度にN型決定不純物をポリSi層のN型化の際にドープしておく。この結果、N型決定不純物が支配的となり、P型決定不純物の導入による不純物濃度のばらつきを抑制することができる。この場合、図3及び図6のイオン注入処理では、図12及び図15に示したポリSi層38RにP型決定不純物が注入されても問題がないので、レジスト層42R,52Rを省略することができる。
【0055】
(6)保護回路PCは、出力バッファ回路OBの出力側でなく、入力バッファ回路の入力側に接続し、ICの入力部を保護するようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ソース配置部において第1のマスク層に自己整合した形で低不純物濃度の第1ソース領域及びソースコンタクト領域を形成すると共にドレイン配置部において第2のマスク層に自己整合した形で低不純物濃度の第1ドレイン領域及びドレインコンタクト領域を形成した後、第1及び第2のマスク層を介して高濃度の不純物ドーピングを行なうことによりソース配置部及びドレイン配置部にそれぞれ対応して第2ソース領域及び第2ドレイン領域を形成し、さらに第1のマスク層に自己整合した形で第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に第2のマスク層に自己整合した形で第1及び第2のドレインシリサイド層を形成するようにしたので、第1及び第2のソースシリサイド層間には第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めることができると共に第1及び第2のドレインシリサイド層間には第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定めることができる。
【0057】
従って、第1及び第2のマスク層を形成する際に第1及び第2のマスク層の位置がソース配置部及びドレイン配置部に対して若干ずれることがあっても、その位置変動により第1及び第2の抵抗部の抵抗は実質的に変動せず、抵抗値ばらつきを抑制することができる。また、第1及び第2のマスク層は除去しなくてよいので、工程数を低減することができる。この結果、ESD耐性が高いMOS型トランジスタを歩留りよく製造可能となる。
【0058】
この発明によれば、各々一導電型のチャンネルを有する第1及び第2のMOS型トランジスタを形成する際に、第1のMOS型トランジスタではソース及びドレイン領域に抵抗部を形成すると共に第2のMOS型トランジスタではソース及びドレイン領域に抵抗部を形成しない。この場合、第1のMOS型トランジスタの製造工程の一部を流用することによって第2のMOS型トランジスタを形成するようにしたので、第1のMOS型トランジスタのみを形成する場合に比べて工程数が増大しない。
【0059】
この発明によれば、互いに導電型を異にするチャンネルを有する第1及び第2のMOS型トランジスタを形成する際に、第1及び第2のMOS型トランジスタのいずれにおいてもソース及びドレイン領域に抵抗部を形成する。この場合、第1のMOS型トランジスタの抵抗部を覆うレジスト層は、第2のMOS型トランジスタの配置部を覆うレジスト層を形成するためのホトリソグラフィ工程を流用することで形成すると共に、第2のMOSトランジスタの抵抗部を覆うレジスト層は、第1のMOS型トランジスタの配置部を覆うレジスト層を形成するためのホトリソグラフィ工程を流用することで形成するようにしたので、通常のサリサイドプロセスを用いるCMOS型ICの製法に比べてホトリソグラフィ工程数が増大しない。
【0060】
この発明によれば、サリサイドプロセスを用いてMOS型トランジスタ及び抵抗素子を形成する際に、MOS型トランジスタではソース及びドレイン領域に抵抗部を形成すると共に抵抗素子では抵抗部を高抵抗とし且つ端子部を低抵抗とする。この場合、抵抗素子の抵抗部を覆うマスクは、MOS型トランジスタの抵抗部を覆うマスクを形成する処理を流用して形成するので、工程が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るCMOS型ICの製法におけるポリSiパターニング工程を示す平面図及び断面図である。
【図2】図1の工程に続くSiN被着工程を示す平面図及び断面図である。
【図3】図2の工程に続く選択エッチング及びイオン注入工程を示す平面図及び断面図である。
【図4】図3の工程に続く選択エッチング及びイオン注入工程を示す平面図及び断面図である。
【図5】図4の工程に続くサイドスペーサ形成工程を示す平面図及び断面図である。
【図6】図5の工程に続く選択エッチング及びイオン注入工程を示す平面図及び断面図である。
【図7】図6の工程に続く選択エッチング及びイオン注入工程を示す平面図及び断面図である。
【図8】図7の工程に続くシリサイド化工程を示す平面図及び断面図である。
【図9】図8の工程に続く絶縁膜形成及び配線形成工程を示す平面図及び断面図である。
【図10】図1のポリSiパターニング工程における抵抗素子を示す平面図及び断面図である。
【図11】図2のSiN被着工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図12】図3の選択エッチング及びイオン注入工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図13】図4の選択エッチング及びイオン注入工程における抵抗素子を示す平面図及び断面図である。
【図14】図5のサイドスペーサ形成工程における抵抗素子を示す平面図及び断面図である。
【図15】図6の選択エッチング及びイオン注入工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図16】図7の選択エッチング及びイオン注入工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図17】図8のシリサイド化工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図18】図9の絶縁膜形成及び配線形成工程における抵抗素子を示す断面図である。
【図19】図9のICの等価回路を示す回路図である。
【図20】図19の回路の保護動作を説明するための断面図である。
【図21】従来のCMOS型ICの製法におけるTi被着工程を示す断面図である。
【図22】図21の工程に続くシリサイド化工程を示す断面図である。
【図23】図22の工程に続くシリサイド化防止膜除去及びイオン注入工程を示す断面図である。
【符号の説明】
30:シリコン基板、32N ,32P :ウェル領域、34:フィールド絶縁膜、36a〜36d:ゲート絶縁膜、38a〜38d:ゲート用ポリSi層、38R:抵抗用ポリSi層、40,40P1 ,40P2 ,40N,40N1 ,40N2 ,40R:マスク用SiN層、42P1 ,42P2 ,42N,42R,46P,46N1 ,46N2 ,46R,52,52R,56,56R:レジスト層、44P1 〜44P6 :P− 型領域、48N1 〜48N6 :N− 型領域、50a〜50d,50R1 ,50R2 :サイドスペーサ、54P1 〜54P4 :P+ 型領域、58N1 〜58N4 :N+ 型領域、60P1 〜60P8 ,60N1 〜60N8 ,60R:シリサイド層、62:層間絶縁膜、64P1 〜64P4 ,64N1 〜64N4 ,64R:配線層、Q1 ,Q2 :端子部、PC:保護回路、OB:出力バッファ回路、T1 〜T4 :MOS型トランジスタ、R1 〜R4 :抵抗。
Claims (4)
- 一導電型のチャンネルを有するMOS型トランジスタを形成すべきシリコン領域を一方の主面に有する基板を用意する工程と、
前記シリコン領域上に位置する素子孔を有するフィールド絶縁膜を前記基板の一方の主面に形成する工程と、
前記素子孔内のシリコン表面を覆ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記素子孔をソース配置部及びドレイン配置部に分けるように前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極層を形成する工程と、
前記ソース配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ソース配置部と前記ゲート電極層から遠いソースコンタクト配置部とに分けるように前記ソース配置部に絶縁性の第1のマスク層を配置すると共に、前記ドレイン配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ドレイン配置部と前記ゲート電極層から遠いドレインコンタクト配置部とに分けるように前記ドレイン配置部に絶縁性の第2のマスク層を配置する工程と、
前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート電極層の積層と前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより比較的低不純物濃度の第1ソース及び第1ドレイン領域をそれぞれ前記低濃度ソース配置部及び低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度のソースコンタクト領域及びドレインコンタクト領域をそれぞれ前記ソースコンタクト配置部及び前記ドレインコンタクト配置部に対応して形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極層と前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って絶縁性のサイドスペーサ材膜を被着する工程と、
前記第1及び第2のマスク層を残すように前記サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことにより前記ゲート電極層において前記第1ソース及び第1ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第1及び第2のサイドスペーサを形成すると共に前記第1ソース領域において前記第1のサイドスペーサ及び前記第1のマスク層の間に介在する部分と前記第1ドレイン領域において前記第2のサイドスペーサ及び前記第2のマスク層の間に介在する部分と前記ソースコンタクト領域において前記第1のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記ドレインコンタクト領域において前記第2のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極層と前記第1及び第2のサイドスペーサとを含むゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第1及び第2のマスク層を介して前記素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより比較的高不純物濃度の第2ソース及び第2ドレイン領域をそれぞれ前記ソース配置部及び前記ドレイン配置部に対応して形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜と前記第1及び第2のサイドスペーサと前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1ソース領域、前記ソースコンタクト領域、前記第1ドレイン領域及び前記ドレインコンタクト領域のそれぞれのシリサイド化予定部にシリサイド形成金属を接触させた状態でシリサイド化処理を行なった後、未反応のシリサイド形成金属を除去することにより前記第1ソース領域のシリサイド化予定部及び前記ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に前記第1ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第1及び第2のソースシリサイド層間に前記第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めると共に前記第1及び第2のドレインシリサイド層間に前記第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定める工程と
を含む半導体装置の製法。 - 各々一導電型のチャンネルを有する第1及び第2のMOS型トランジスタを形成すべき第1及び第2のシリコン領域を一方の主面に有する基板を用意する工程と、
前記第1及び第2のシリコン領域上にそれぞれ位置する第1及び第2の素子孔を有するフィールド絶縁膜を前記基板の一方の主面に形成する工程と、
前記第1及び第2の素子孔内のシリコン表面をそれぞれ覆って第1及び第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の素子孔を第1のソース配置部及び第1のドレイン配置部に分けるように前記第1のゲート絶縁膜の上に第1のゲート電極層を形成すると共に、前記第2の素子孔を第2のソース配置部及び第2のドレイン配置部に分けるように前記第2のゲート絶縁膜の上に第2のゲート電極層を形成する工程と、
前記第1のソース配置部を前記第1のゲート電極層に近い低濃度ソース配置部と前記第1のゲート電極層から遠いソースコンタクト配置部とに分けるように前記第1のソース配置部に絶縁性の第1のマスク層を配置すると共に、前記第1のドレイン配置部を前記第1のゲート電極層に近い低濃度ドレイン配置部と前記第1のゲート電極層から遠いドレインコンタクト配置部とに分けるように前記第1のドレイン配置部に絶縁性の第2のマスク層を配置する工程と、
前記第1のゲート絶縁膜及び前記第1のゲート電極層の積層と前記第1及び第2のマスク層と前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2のゲート電極層の積層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1及び第2の素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより前記第1の素子孔内には比較的低不純物濃度の第1ソース及び第1ドレイン領域をそれぞれ前記低濃度ソース配置部及び低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度のソースコンタクト領域及びドレインコンタクト領域をそれぞれ前記ソースコンタクト配置部及び前記ドレインコンタクト配置部に対応して形成する一方、前記第2の素子孔内には比較的低不純物濃度の第2ソース及び第2ドレイン領域をそれぞれ前記第2のソース配置部及び前記第2のドレイン配置部に対応して形成する工程と、
前記第1及び第2のゲート絶縁膜と前記第1及び第2のゲート電極層と前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って絶縁性のサイドスペーサ材膜を被着する工程と、
前記第1及び第2のマスク層を残すように前記サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことにより前記第1のゲート電極層において前記第1ソース及び第1ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第1及び第2のサイドスペーサを形成すると共に前記第2のゲート電極層において前記第2ソース及び第2ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第3及び第4のサイドスペーサを形成する一方、前記第1ソース領域において前記第1のサイドスペーサ及び前記第1のマスク層の間に介在する部分と前記第1ドレイン領域において前記第2のサイドスペーサ及び前記第2のマスク層の間に介在する部分と前記ソースコンタクト領域において前記第1のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記ドレインコンタクト領域において前記第2のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させると共に前記第2ソース領域において前記第2のゲート電極層及び前記第3のサイドスペーサで覆われた部分に隣接する部分と前記第2ドレイン領域において前記第2のゲート電極層及び前記第4のサイドスペーサで覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる工程と、
前記第1のゲート絶縁膜と前記第1のゲート電極層と前記第1及び第2のサイドスペーサとを含む第1のゲート部、前記第2のゲート絶縁膜と前記第2のゲート電極層と前記第3及び第4のサイドスペーサとを含む第2のゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第1及び第2のマスク層を介して前記第1及び第2の素子孔内のシリコン表面に前記一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより前記第1の素子孔内には比較的高不純物濃度の第3ソース及び第3ドレイン領域をそれぞれ前記第1のソース配置部及び前記第1のドレイン配置部に対応して形成すると共に前記第2の素子孔内には比較的高不純物濃度の第4ソース及び第4ドレイン領域をそれぞれ前記第2のソース配置部及び前記第2のドレイン配置部に対応して形成する工程と、
前記第1及び第2のゲート絶縁膜と前記第1乃至第4のサイドスペーサと前記第1及び第2のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1ソース領域、前記ソースコンタクト領域、前記第1ドレイン領域、前記ドレインコンタクト領域、前記第2ソース領域及び前記第2のドレイン領域のそれぞれのシリサイド化予定部にシリサイド形成金属を接触させた状態でシリサイド化処理を行なった後、未反応のシリサイド形成金属を除去することにより前記第1の素子孔内には前記第1ソース領域のシリサイド化予定部及び前記ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に前記第1ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第1及び第2のソースシリサイド層間に前記第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めると共に前記第1及び第2のドレインシリサイド層間に前記第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定める一方、前記第2の素子孔内には前記第2のソース領域のシリサイド化予定部及び前記第2のドレイン領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第3のソースシリサイド層及び第3のドレインシリサイド層を形成する工程と
を含む半導体装置の製法。 - 互いに導電型を異にするチャンネルを有する第1及び第2のMOS型トランジスタを形成すべき第1及び第2のシリコン領域を一方の主面に有する基板を用意する工程と、
前記第1及び第2のシリコン領域上にそれぞれ位置する第1及び第2の素子孔を有するフィールド絶縁膜を前記基板の一方の主面に形成する工程と、
前記第1及び第2の素子孔内のシリコン表面をそれぞれ覆って第1及び第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の素子孔を第1のソース配置部及び第1のドレイン配置部に分けるように前記第1のゲート絶縁膜の上に第1のゲート電極層を形成すると共に、前記第2の素子孔を第2のソース配置部及び第2のドレイン配置部に分けるように前記第2のゲート絶縁膜の上に第2のゲート電極層を形成する工程と、
前記第1及び第2のゲート絶縁膜、前記第1及び第2のゲート電極層及び前記フィールド絶縁膜を覆って絶縁性のマスク材層及び第1のレジスト層を順次に被着する工程と、
前記第1のレジスト層をパターニングして前記第1のソース配置部及び前記第1のドレイン配置部にそれぞれ前記第1のレジスト層の第1及び第2のレジスト部分を残存させると共に、前記第2の素子孔を覆うように前記第1のレジスト層の第3の部分を残存させる工程であって、前記第1のソース配置部を前記第1のゲート電極層に近い第1の低濃度ソース配置部と前記第1のゲート電極層から遠い第1のソースコンタクト配置部とに分けるように前記第1のレジスト部分を残存させると共に、前記第1のドレイン配置部を前記第1のゲート電極層に近い第1の低濃度ドレイン配置部と前記第1のゲート電極層から遠い第1のドレインコンタクト配置部とに分けるように前記第2のレジスト部分を残存させるものと、前記第1乃至第3のレジスト部分をマスクとして前記マスク材層を選択的にエッチングすることにより前記第1乃至第3のレジスト部分にそれぞれ対応した第1乃至第3のマスク層を形成する工程と、
前記第1のマスク層及び前記第1のレジスト部分の積層と前記第2のマスク層及び前記第2のレジスト部分の積層と前記第3のマスク層及び前記第3のレジスト部分の積層と前記第1のゲート絶縁膜及び前記第1のゲート電極層の積層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1の素子孔内のシリコン表面に一導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより前記第1の素子孔内に比較的低不純物濃度の第1ソース及び第1ドレイン領域をそれぞれ前記第1の低濃度ソース配置部及び前記第1の低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度の第1ソースコンタクト及び第1ドレインコンタクト領域をそれぞれ前記第1のソースコンタクト配置部及び前記第1のドレインコンタクト配置部に対応して形成する工程と、
前記第1乃至第3のレジスト部分を除去した後、前記第1のゲート絶縁膜と前記第1のゲート電極層と前記第1乃至第3のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って第2のレジスト層を被着する工程と、
前記第2のレジスト層をパターニングして前記第2のソース配置部及び前記第2のドレイン配置部にそれぞれ前記第2のレジスト層の第1及び第2のレジスト部分を残存させると共に、前記第1の素子孔を覆うように前記第2のレジスト層の第3のレジスト部分を残存させる工程であって、前記第2のソース配置部を前記第2のゲート電極層に近い第2の低濃度ソース配置部と前記第2のゲート電極層から遠い第2のソースコンタクト配置部とに分けるように前記第2のレジスト層の第1のレジスト部分を残存させると共に、前記第2のドレイン配置部を前記第2のゲート電極層に近い第2の低濃度ドレイン配置部と前記第2のゲート電極層から遠い第2のドレインコンタクト配置部とに分けるように前記第2のレジスト部分を残存させるものと、
前記第2のレジスト層の第1乃至第3のレジスト部分をマスクとして前記第3のマスク層を選択的にエッチングすることにより前記第2のレジスト層の第1及び第2のレジスト部分にそれぞれ対応した第4及び第5のマスク層を形成する工程と、
前記第4のマスク層及び前記第2のレジスト層の第1のレジスト部分の積層と前記第5のマスク層及び前記第2のレジスト層の第2のレジスト部分の積層と前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2のゲート電極層の積層と前記第2のレジスト層の第3のレジスト部分と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第2の素子孔内のシリコン表面に前記一導電型とは反対の導電型を決定する不純物を選択的に導入することにより前記第2の素子孔内に比較的低不純物濃度の第2ソース及び第2ドレイン領域をそれぞれ前記第2の低濃度ソース配置部及び前記第2の低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度の第2ソースコンタクト及び第2ドレインコンタクト領域をそれぞれ前記第2のソースコンタクト配置部及び前記第2のドレインコンタクト配置部に対応して形成する工程と、
前記第2のレジスト層の第1乃至第3のレジスト部分を除去した後、前記第1及び第2のゲート絶縁膜と前記第1及び第2のゲート電極層と前記第1及び第2のマスク層と前記第4及び第5のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って絶縁性のサイドスペーサ材膜を被着する工程と、
前記第1及び第2のマスク層と前記第4及び第5のマスク層とを残すように前記サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことにより前記第1のゲート電極層において前記第1ソース及び第1ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第1及び第2のサイドスペーサを形成すると共に前記第2のゲート電極層において前記第2ソース及び第2ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第3及び第4のサイドスペーサを形成する一方、前記第1ソース領域において前記第1のサイドスペーサ及び前記第1のマスク層の間に介在する部分と前記第1ドレイン領域において前記第2のサイドスペーサ及び前記第2のマスク層の間に介在する部分と前記第1ソースコンタクト領域において前記第1のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記第1ドレインコンタクト領域において前記第2のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させると共に前記第2ソース領域において前記第3のサイドスペーサ及び前記第4のマスク層の間に介在する部分と前記第2ドレイン領域において前記第4のサイドスペーサ及び前記第5のマスク層の間に介在する部分と前記第2ソースコンタクト領域において前記第4のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記第2ドレインコンタクト領域において前記第5のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる工程と、
前記一導電型を決定する第1の不純物が前記第2の素子孔に導入されるのを阻止した状態で、前記第1のゲート絶縁膜と前記第1のゲート電極層と前記第1及び第2のサイドスペーサとを含む第1のゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第1及び第2のマスク層を介して前記第1の素子孔内のシリコン表面に前記第1の不純物を選択的に導入する処理と、前記一導電型とは反対の導電型を決定する第2の不純物が前記第1の素子孔に導入されるのを阻止した状態で、前記第2のゲート絶縁膜と前記第2のゲート電極層と前記第3及び第4のサイドスペーサとを含む第2のゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第4及び第5のマスク層を介して前記第2の素子孔内のシリコン表面に前記第2の不純物を選択的に導入する処理とを交互に行なうことにより前記第1の素子孔内には比較的高不純物濃度の第3ソース及び第3ドレイン領域をそれぞれ前記第1のソース配置部及び前記第1のドレイン配置部に対応して形成すると共に前記第2の素子孔内には比較的高不純物濃度の第4ソース及び第4ドレイン領域をそれぞれ前記第2のソース配置部及び前記第2のドレイン配置部に対応して形成する工程と、
前記第1及び第2のゲート絶縁膜と前記第1乃至第4のサイドスペーサと前記第1及び第2のマスク層と前記第4及び第5のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1ソース領域、前記第1ソースコンタクト領域、前記第1ドレイン領域、前記第1ドレインコンタクト領域、前記第2ソース領域、前記第2ソースコンタクト領域、前記第2ドレイン領域及び前記第2ドレインコンタクト領域のそれぞれのシリサイド化予定部にシリサイド形成金属を接触させた状態でシリサイド化処理を行なった後、未反応のシリサイド形成金属を除去することにより前記第1の素子孔内には前記第1ソース領域のシリサイド化予定部及び前記第1ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に前記第1ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記第1ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第1及び第2のソースシリサイド層間に前記第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めると共に前記第1及び第2のドレインシリサイド層間に前記第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定める一方、前記第2の素子孔内には前記第2ソース領域のシリサイド化予定部及び前記第2ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第3及び第4のソースシリサイド層を形成すると共に前記第2ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記第2ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第3及び第4のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第3及び第4のソースシリサイド層間に前記第4のマスク層に対応して第3の抵抗部を定めると共に前記第3及び第4のドレインシリサイド層間に前記第5のマスク層に対応して第4の抵抗部を定める工程と
を含む半導体装置の製法。 - 一導電型のチャンネルを有するMOS型トランジスタを形成すべきシリコン領域を一方の主面に有する基板を用意する工程と、
前記シリコン領域上に位置する素子孔を有するフィールド絶縁膜を前記基板の一方の主面に形成する工程と、
前記素子孔内のシリコン表面を覆ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記素子孔をソース配置部及びドレイン配置部に分けるように前記ゲート絶縁膜の上にゲート用ポリシリコン層を形成すると共に前記フィールド絶縁膜の上に抵抗用ポリシリコン層を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜、前記ゲート用ポリシリコン層、前記抵抗用ポリシリコン層及び前記フィールド絶縁膜を覆って絶縁性のマスク材層及び第1のレジスト層を順次に被着する工程と、
前記第1のレジスト層をパターニングして前記ソース配置部及び前記ドレイン配置部にそれぞれ前記第1のレジスト層の第1及び第2のレジスト部分を残存させると共に、前記抵抗用ポリシリコン層において抵抗部を覆い且つ端子部を露呈するように前記第1のレジスト層の第3のレジスト部分を残存させる工程であって、前記ソース配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ソース配置部と前記ゲート電極層から遠いソースコンタクト配置部とに分けるように前記第1のレジスト部分を残存させると共に、前記ドレイン配置部を前記ゲート電極層に近い低濃度ドレイン配置部と前記ゲート電極層から遠いドレインコンタクト配置部とに分けるように前記第2のレジスト部分を残存させるものと、
前記第1乃至第3のレジスト部分をマスクとして前記マスク材層を選択的にエッチングすることにより前記第1乃至第3のレジスト部分にそれぞれ対応した第1乃至第3のマスク層を形成する工程と、
前記一導電型を決定する第1の不純物が前記ゲート用ポリシリコン層に導入されるのを許容した状態で前記第1のマスク層及び第1のレジスト部分の積層と前記第2のマスク層及び前記第2のレジスト部分の積層と前記ゲート絶縁膜及び前記ゲート用ポリシリコン層の積層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記素子孔内のシリコン表面に前記第1の不純物を選択的に導入すると共に前記第3のマスク層及び前記第3のレジスト部分の積層をマスクとして前記抵抗用ポリシリコン層の端子部に前記第1の不純物を導入することにより比較的低不純物濃度の第1ソース及び第1ドレイン領域をそれぞれ前記低濃度ソース配置部及び前記低濃度ドレイン配置部に対応して形成すると共に比較的低不純物濃度のソースコンタクト及びドレインコンタクト領域をそれぞれ前記ソースコンタクト配置部及び前記ドレインコンタクト配置部に対応して形成する一方、前記ゲート用ポリシリコン層の抵抗と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部の抵抗とを低下させる工程と、
前記第1乃至第3のレジスト部分を除去した後、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート用ポリシリコン層と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部と前記第1乃至第3のマスク層と前記フィールド絶縁膜とを覆って絶縁性のサイドスペーサ材膜を被着する工程と、
前記第1乃至第3のマスク層を残すように前記サイドスペーサ材膜にエッチバック処理を施すことにより前記ゲート用ポリシリコン層において前記第1ソース及び第1ドレイン領域に面した側部にそれぞれ第1及び第2のサイドスペーサを形成すると共に前記抵抗用ポリシリコン層において端子部の側部に第3のサイドスペーサを形成する一方、前記第1ソース領域において前記第1のサイドスペーサ及び前記第1のマスク層の間に介在する部分と前記第1ドレイン領域において前記第2のサイドスペーサ及び前記第2のマスク層の間に介在する部分と前記ソースコンタクト領域において前記第1のマスク層で覆われた部分に隣接する部分と前記ドレインコンタクト領域において前記第2のマスク層で覆われた部分に隣接する部分とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させると共に前記ゲート用ポリシリコン層の上部と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部の上部とをそれぞれシリサイド化予定部として露呈させる工程と、
前記第3のマスク層を覆い且つ前記抵抗用ポリシリコン層の端子部と前記素子孔とを露呈するように第2のレジスト層を形成する工程と、
前記一導電型を決定する第2の不純物が前記ゲート用ポリシリコン層に導入されるのを許容した状態で、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート用ポリシリコン層と前記第1及び第2のサイドスペーサとを含むゲート部及び前記フィールド絶縁膜をマスクとし且つ前記第1及び第2のマスク層を介して前記素子孔内のシリコン表面に前記第2の不純物を選択的に導入すると共に前記第2のレジスト層をマスクとして前記第2の不純物を前記抵抗用ポリシリコン層の端子部に導入することにより比較的高不純物濃度の第2ソース及び第2ドレイン領域をそれぞれ前記ソース配置部及び前記ドレイン配置部に対応して形成すると共に前記ゲート用ポリシリコン層の抵抗と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部の抵抗とを低下させる工程と、
前記第2のレジスト層を除去した後、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート用ポリシリコン層と前記第1乃至第3のサイドスペーサと前記第1乃至第3のマスク層と前記フィールド絶縁膜とをマスクとして前記第1ソース領域、前記ソースコンタクト領域、前記第1ドレイン領域及び前記ドレインコンタクト領域のそれぞれのシリサイド化予定部と前記ゲート用ポリシリコン層のシリサイド化予定部と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部のシリサイド化予定部とにシリサイド形成金属を接触させた状態でシリサイド化処理を行なった後、シリサイド形成金属の未反応部分を除去することにより前記第1ソース領域のシリサイド化予定部及び前記ソースコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のソースシリサイド層を形成すると共に前記第1ドレイン領域のシリサイド化予定部及び前記ドレインコンタクト領域のシリサイド化予定部にそれぞれ第1及び第2のドレインシリサイド層を形成し、それによって前記第1及び第2のソースシリサイド層間に前記第1のマスク層に対応して第1の抵抗部を定めると共に前記第1及び第2のドレインシリサイド層間に前記第2のマスク層に対応して第2の抵抗部を定める一方、前記ゲート用ポリシリコン層のシリサイド化予定部と前記抵抗用ポリシリコン層の端子部のシリサイド化予定部とにそれぞれゲートシリサイド層及び端子用シリサイド層を形成する工程と
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