JPH0982810A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0982810A
JPH0982810A JP7230972A JP23097295A JPH0982810A JP H0982810 A JPH0982810 A JP H0982810A JP 7230972 A JP7230972 A JP 7230972A JP 23097295 A JP23097295 A JP 23097295A JP H0982810 A JPH0982810 A JP H0982810A
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JP
Japan
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conductive
conductive portion
region
film
type
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JP7230972A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yamamoto
博士 山本
Takeshi Takahashi
剛 高橋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the interdiffusion of the impurities having different conductive types without increasing cell area. SOLUTION: A P<+> type gate region 10 is formed on the expected region for formation of a P-MOS, an N<+> type gate region 11 is formed on the expected region for formation of an N-MOS, a semiconductor substrate 100, which is provided with the pattern 12 of a gate electrode formed by electrically connecting these regions 10 and 11, is prepared and an interlayer insulating film 14 is formed on the upper layer of the semiconductor substrate 100. Then, the first contact hole 15 is formed on the interlayer insulating film 14, and at the same time, the second contact hole 16 is formed on the position directly above the interfacial part 19 of the P<+> type gate region 10 and the N<+> type gate region 11. Then, a resist film 20 is formed, and a hole 21, which separates the P<+> type gate region 10 and the N<+> type gate region 11, is formed by etching on the position directly under the second contact hole 16. Then, a P<+> type gate electrode 22a and an N<+> type gate electrode 22b are obtained by heat treatment, and the inner surface of the first contact hole 15 and the hole 21 is covered by a wiring material film 23 respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、第1導電型の第1
導電部を有する第1の半導体素子と第2導電型の第2導
電部を有する第2の半導体素子とを備え、これら第1導
電部と第2導電部とが電気的に連続してなる半導体装置
を製造する方法とその半導体装置に関し、特にCompleme
ntary MOSトランジスタ(CMOS)の製造に好適な
半導体装置の製造方法と半導体装置とに関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a first conductivity type first
A semiconductor including a first semiconductor element having a conductive portion and a second semiconductor element having a second conductive type second conductive portion, and the first conductive portion and the second conductive portion being electrically continuous. A method of manufacturing a device and its semiconductor device, particularly Compleme
The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device suitable for manufacturing an ntary MOS transistor (CMOS).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体装置としては、図
8に示すような、NチャネルMOSFET(NMOSF
ET)51とPチャネルMOSFET(PMOSFE
T)52との両者で構成されるCMOS50が知られて
いる。従来のCMOS50では、PMOSFET52の
ゲート電極として、NMOSFET51と同じくN+
のポリシリコン(Poly−Si)ゲート電極が用いられて
いた。ところが、LSIの微細化に伴って素子の高速
化、高性能化が求められているものの、N+ 型ゲート電
極ではPMOSFETの特性を確保するのが難しくなっ
てきており、最近では、PMOSFETのゲート電極に
+ 型を用いることが有効とされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor device of this type, as shown in FIG.
ET) 51 and P-channel MOSFET (PMOSFE
A CMOS 50 is known which is composed of both T) 52. In the conventional CMOS 50, as the gate electrode of the PMOSFET 52, the N + type polysilicon (Poly-Si) gate electrode is used as in the NMOSFET 51. However, although higher speed and higher performance of the device are required with the miniaturization of the LSI, it has become difficult to secure the characteristics of the PMOSFET with the N + type gate electrode, and recently, the gate of the PMOSFET has become difficult. It is considered effective to use a P + type electrode.

【0003】このような、NMOSFETのPoly−Si
ゲート電極にN+ 型の不純物を導入し、PMOSFET
のPoly−Siゲート電極にP+ 型の不純物を導入したC
MOS、つまり同一の半導体基板上に異なる導電型のゲ
ート電極を形成したいわゆるデュアルゲート構造のCM
OSは、例えば以下のような方法で製造されている。
Such an NMOSFET Poly-Si
Introducing N + type impurities into the gate electrode,
C in which P + type impurities are introduced into the Poly-Si gate electrode of
MOS, that is, a so-called dual gate structure CM in which gate electrodes of different conductivity types are formed on the same semiconductor substrate
The OS is manufactured by the following method, for example.

【0004】まず図8に示すごとくLOCOS法により
素子分離領域53が形成されたシリコン(Si)基板5
4上に、Poly−Si膜からなるゲート電極55のパター
ンを形成する。次いで、NMOSFET51の形成予定
領域におけるゲート電極55のパターンにN型不純物
を、またPMOSFET52の形成予定領域におけるゲ
ート電極55のパターンにP型不純物を、例えばイオン
注入法で打ち分けて導入する。このとき同時に、NMO
SFET51の形成予定領域、PMOSFET52の形
成予定領域のそれぞれのSi基板54にも、N型、P型
不純物を導入する。
First, as shown in FIG. 8, a silicon (Si) substrate 5 having an element isolation region 53 formed by a LOCOS method.
A pattern of the gate electrode 55 made of a Poly-Si film is formed on the surface 4. Next, an N-type impurity is implanted into the pattern of the gate electrode 55 in the region where the NMOSFET 51 is to be formed, and a P-type impurity is implanted into the pattern of the gate electrode 55 in the region where the PMOSFET 52 is to be formed, for example, by ion implantation. At the same time, NMO
N-type and P-type impurities are also introduced into the Si substrate 54 in each of the formation planned region of the SFET 51 and the PMOSFET 52.

【0005】次にアニール等の高温熱処理を行い、Si
基板54に導入した不純物を活性化してソース領域、ド
レイン領域(以下、ソース/ドレイン領域と記す)56
を形成するとともに、ゲート電極55のパターンに導入
したN型、P型不純物を拡散させてN+ 型ゲート電極5
5aとP+ 型ゲート電極55bとを形成する。その後、
ゲート電極55を覆うようにしてSi基板54上に層間
絶縁膜(図示略)を形成し、次いで各ソース/ドレイン
領域56に電気的に接続するコンタクト57と、ゲート
電極55に電気的に接続するコンタクト58とを層間絶
縁膜に形成するとともに配線層(図示略)を形成する。
Next, high temperature heat treatment such as annealing is performed to form Si.
Source regions and drain regions (hereinafter referred to as source / drain regions) 56 by activating the impurities introduced into the substrate 54.
And the N + and P type impurities introduced in the pattern of the gate electrode 55 are diffused to form the N + type gate electrode 5
5a and a P + type gate electrode 55b are formed. afterwards,
An interlayer insulating film (not shown) is formed on the Si substrate 54 so as to cover the gate electrode 55, and then the contact 57 electrically connected to each source / drain region 56 and the gate electrode 55 are electrically connected. The contact 58 is formed in the interlayer insulating film, and the wiring layer (not shown) is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した半
導体装置の製造方法では、CMOSを製造する場合に、
N型のゲート電極とP型のゲート電極とを連続した一体
型の構造とすることが困難であるといった課題がある。
すなわち、NMOSFETの形成予定領域、PMOSF
ETの形成予定領域のゲート電極のパターンに、それぞ
れN型、P型不純物をCVDやイオン注入法で打ち分け
て導入しても、その後の不純物活性化のための高温熱処
理によって、N型不純物が導入されたゲート電極のパタ
ーンとP型不純物が導入されたゲート電極のパターンと
の界面部分において、N型、P型不純物が図8中矢印で
示すように相互拡散してしまうのである。
However, in the method of manufacturing a semiconductor device described above, when a CMOS is manufactured,
There is a problem in that it is difficult to form an N-type gate electrode and a P-type gate electrode as a continuous and integrated structure.
That is, the NMOSFET formation planned region, the PMOSF
Even if N-type and P-type impurities are separately injected into the pattern of the gate electrode in the region where the ET is to be formed by CVD or ion implantation, the N-type impurities are removed by the high temperature heat treatment for activating the impurities thereafter. At the interface between the introduced gate electrode pattern and the P-type impurity introduced gate electrode pattern, the N-type and P-type impurities interdiffuse as indicated by the arrows in FIG.

【0007】これらの相互拡散は、特に、ゲート電極が
Poly−Si膜とこの上層に形成されたタングステンシリ
サイド(WSi2 )膜とからなるW−ポリサイド構造で
ある場合、WSi膜中で顕著に起こる。そしてこのよう
な現象が起きると、N型、P型不純物が互いに補償し合
って、ゲート電極中の不純物濃度が低下するため、MO
SFETのしきい値電圧(Threshold Voltage;Vth) 、
特に上記界面部分に近いNMOSFET、PMOSFE
TのVthが変動してしまうことになる。
These inter-diffusions are caused especially by the gate electrode.
In the case of a W-polycide structure composed of a Poly-Si film and a tungsten silicide (WSi 2 ) film formed on the Poly-Si film, this occurs remarkably in the WSi film. When such a phenomenon occurs, the N-type and P-type impurities compensate each other, and the impurity concentration in the gate electrode decreases, so that the MO concentration decreases.
Threshold voltage (Vth) of SFET,
Especially NMOSFET and PMOSFE near the above interface
The Vth of T will change.

【0008】上記課題を解決する方法として、NMOS
FETのゲート電極とPMOSFETのゲート電極とを
連続した一体型の構造とせず、物理的に分離して形成
し、高温熱処理後に配線層を介して2つのゲート電極を
電気的に連続させる方法がある。しかしながら、この方
法ではセル面積の増大を招くことになる。またゲート電
極の膜構造を変えて上記相互拡散を抑制する方法なども
提案されているが、その効果はまだ不十分なものであ
る。本発明は上記課題を解決するためになされたもので
あり、セル面積を増加させることなく互いに異なる導電
型の不純物の相互拡散を抑制でき、このことによりしき
い値電圧の変動が小さくかつ微細な半導体装置を製造す
ることができる半導体装置の製造方法と半導体装置とを
提供することを目的としている。
As a method for solving the above problems, an NMOS
There is a method in which the gate electrode of the FET and the gate electrode of the PMOSFET are not formed as a continuous and integrated structure but are physically separated from each other, and the two gate electrodes are electrically continuous through the wiring layer after the high temperature heat treatment. . However, this method causes an increase in cell area. Further, a method of suppressing the mutual diffusion by changing the film structure of the gate electrode has been proposed, but the effect is still insufficient. The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to suppress the mutual diffusion of impurities of different conductivity types without increasing the cell area, by which the variation of the threshold voltage is small and fine. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device capable of manufacturing a semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体装置の製造方法では、上記課題を解決するために、
まず第1の半導体素子の形成予定領域に、第1導電型の
不純物を導入して第1導電部領域を形成し、かつ第2の
半導体素子の形成予定領域に、第2導電型の不純物を導
入して第2導電部領域を形成することにより、これら第
1導電部領域と第2導電部領域とを電気的に連続させて
なる導電パターンを備えた半導体基体を用意する。次い
で、導電パターンを覆うようにして半導体基体上に層間
絶縁膜を形成し、続いてこの層間絶縁膜に、導電パター
ンに到達する第1コンタクトホールを形成すると同時
に、第1導電部領域と第2導電部領域との界面部分の直
上位置に第2コンタクトホールを形成する。次に、第1
コンタクトホールを覆い、かつ第2コンタクトホールを
露出させて層間絶縁膜上にレジスト膜を形成し、その
後、エッチングによって第2コンタクトホール直下位置
に第1導電部領域と第2導電部領域とを分離する孔を形
成する。その後、熱処理によって第1導電部領域に第1
導電型の不純物を拡散させて第1導電部を得るととも
に、第2導電部領域に第2導電型の不純物を拡散させて
第2導電部を得る。そして、第1コンタクトホールの内
面と孔の内面とをそれぞれ配線材料膜で覆い、第1導電
部と第2導電部とを電気的に連続させる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 1,
First, an impurity of the first conductivity type is introduced into a region in which the first semiconductor element is to be formed to form a first conductive portion region, and an impurity of the second conductivity type is included in a region in which the second semiconductor element is to be formed. By introducing and forming the second conductive portion region, a semiconductor substrate having a conductive pattern formed by electrically connecting the first conductive portion region and the second conductive portion region is prepared. Then, an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the conductive pattern, and subsequently, a first contact hole reaching the conductive pattern is formed in the interlayer insulating film, and at the same time, the first conductive portion region and the second conductive portion region are formed. A second contact hole is formed immediately above the interface with the conductive portion region. Then the first
A resist film is formed on the interlayer insulating film so as to cover the contact hole and expose the second contact hole, and thereafter, the first conductive portion region and the second conductive portion region are separated at a position directly below the second contact hole by etching. To form a hole. Then, a first heat treatment is applied to the first conductive portion region.
The conductive type impurities are diffused to obtain the first conductive portion, and the second conductive type impurities are diffused to the second conductive portion region to obtain the second conductive portion. Then, the inner surface of the first contact hole and the inner surface of the hole are covered with a wiring material film, respectively, to electrically connect the first conductive portion and the second conductive portion.

【0010】請求項2の発明に係る半導体装置では、第
1の半導体素子の第1導電部と第2半導体素子の第2導
電部との間に、この第1導電部と第2導電部とを分離す
る状態で孔が形成されているとともに、孔の内面を覆う
ようにして配線材料膜が形成されており、さらにこの配
線材料膜が、第1導電部と第2導電部との拡散係数より
も小さい拡散係数を有する材料からなることを上記課題
の解決手段としている。
In the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the first conductive portion and the second conductive portion are provided between the first conductive portion of the first semiconductor element and the second conductive portion of the second semiconductor element. And the wiring material film is formed so as to cover the inner surface of the hole. Further, the wiring material film has a diffusion coefficient between the first conductive portion and the second conductive portion. A material having a smaller diffusion coefficient is used as a means for solving the above problems.

【0011】請求項3の発明に係る半導体装置の製造方
法では、上記課題を解決するために、まず第1の半導体
素子の形成予定領域に、第1導電型の不純物を導入して
なる下層膜と、金属または金属化合物からなるとともに
下層膜上に配設された上層膜とから構成された第1導電
部領域を形成し、かつ第2の半導体素子の形成予定領域
に、第2導電型の不純物を導入してなる下層膜と、金属
または金属化合物からなるとともに下層膜上に配設され
た上層膜とから構成された第2導電部領域を形成するこ
とにより、これら第1導電部領域と第2導電部領域とが
電気的に連続させてなる導電パターンを備えた半導体基
体を用意する。次いで、この導電パターンを覆うように
して半導体基体上に層間絶縁膜を形成し、続いて層間絶
縁膜に、導電パターンに到達する第1コンタクトホール
を形成すると同時に、第1導電部領域と第2導電部領域
との界面部分の直上位置に第2コンタクトホールを形成
する。次いで、エッチングによって第2コンタクトホー
ル直下位置に第1導電部領域の上層膜と第2導電部領域
の上層膜とを分離する孔を形成する。その後、熱処理に
よって第1導電部領域に第1導電型の不純物を拡散させ
て第1導電部を得るとともに、第2導電部領域に第2導
電型の不純物を拡散させて第2導電部を得る。そして、
第1コンタクトホールの内面と孔の内面とをそれぞれ配
線材料膜で覆い、第1導電部の上層膜と第2導電部の上
層膜とを電気的に連続させる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a third aspect of the present invention, in order to solve the above problems, first, a lower layer film is formed by introducing an impurity of the first conductivity type into a region where a first semiconductor element is to be formed. And an upper layer film made of a metal or a metal compound and disposed on the lower layer film, the first conductive portion region is formed, and the second conductive type region is formed in the region where the second semiconductor element is to be formed. By forming a second conductive portion region composed of a lower layer film into which impurities are introduced and an upper layer film made of a metal or a metal compound and provided on the lower layer film, these first conductive portion regions are formed. A semiconductor substrate having a conductive pattern electrically connected to the second conductive portion region is prepared. Then, an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the conductive pattern, and then a first contact hole reaching the conductive pattern is formed in the interlayer insulating film, and at the same time, the first conductive portion region and the second conductive portion region are formed. A second contact hole is formed immediately above the interface with the conductive portion region. Then, a hole for separating the upper layer film of the first conductive portion region and the upper layer film of the second conductive portion region is formed immediately below the second contact hole by etching. Then, by heat treatment, the first conductive type impurity is diffused into the first conductive portion region to obtain the first conductive portion, and the second conductive type impurity is diffused into the second conductive portion region to obtain the second conductive portion. . And
The inner surface of the first contact hole and the inner surface of the hole are respectively covered with a wiring material film, and the upper layer film of the first conductive portion and the upper layer film of the second conductive portion are electrically continuous.

【0012】請求項4の発明に係る半導体装置では、第
1導電型の下層膜と、金属または金属化合物からなると
ともにその下層膜上に配設された上層膜とから構成され
た第1導電部と、第1導電部の下層膜と同一の導電材料
で形成された第2導電型の下層膜と、金属または金属化
合物からなるとともにその下層膜上に配設された上層膜
とから構成された第2導電部とを備え、第1導電部と第
2導電部との間に、第1導電部の上層膜と第2導電部の
上層膜とを分離する状態で孔が形成されているととも
に、孔の内面を覆うようにして配線材料膜が形成されて
おり、さらに配線材料膜が、第1導電部と第2導電部と
の拡散係数よりも小さい拡散係数を有する材料からなる
ことを上記課題の解決手段としている。
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, the first conductive portion includes a lower layer film of the first conductivity type and an upper layer film made of a metal or a metal compound and disposed on the lower layer film. And a second conductive type lower layer film formed of the same conductive material as that of the lower conductive layer of the first conductive portion, and an upper layer film made of a metal or a metal compound and disposed on the lower layer film. A second conductive portion, and a hole is formed between the first conductive portion and the second conductive portion in a state of separating the upper layer film of the first conductive portion and the upper layer film of the second conductive portion. The wiring material film is formed so as to cover the inner surface of the hole, and the wiring material film is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion. It is used as a solution to the problem.

【0013】請求項5の発明に係る半導体装置の製造方
法では、上記課題を解決するために、まず、素子分離領
域と、この素子分離領域に囲まれた複数の素子形成予定
領域とからなりかつ素子分離領域の上面位置が素子形成
予定領域の上面位置よりも高い半導体基体の全面に導電
部材料膜を形成する。次いで素子分離領域の上面が露出
する位置まで導電部材料膜を除去して、第1の半導体素
子の形成予定領域に第1導電部領域を形成するととも
に、第2の半導体素子の形成予定領域に第2導電部領域
を形成する。続いて第1導電部領域に第1導電型の不純
物を導入するとともに、第2導電部領域に第2導電型の
不純物を導入する。次いで、熱処理によって、第1導電
部領域に第1導電型の不純物を拡散させるとともに、第
2導電部領域に第2導電型の不純物を拡散させ、その
後、第1導電部領域上と第2導電部領域上に、これら第
1導電部領域と第2導電部領域との間の半導体基体上と
に、第1導電部領域と第2導電部領域とを電気的に連続
させる状態で金属膜または金属化合物膜を形成し、第1
導電部と第2導電部とを得る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, first, an element isolation region and a plurality of element formation planned regions surrounded by the element isolation region are formed. A conductive part material film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate in which the upper surface position of the element isolation region is higher than the upper surface position of the element formation planned region. Then, the conductive part material film is removed to a position where the upper surface of the element isolation region is exposed to form the first conductive part region in the first semiconductor element formation planned region and the second semiconductor element formation planned region. A second conductive portion region is formed. Then, a first conductivity type impurity is introduced into the first conductive part region, and a second conductivity type impurity is introduced into the second conductive part region. Then, by heat treatment, the impurities of the first conductivity type are diffused into the first conductive portion region and the impurities of the second conductivity type are diffused into the second conductive portion region, and thereafter, on the first conductive portion region and the second conductive portion. A metal film in a state in which the first conductive portion region and the second conductive portion region are electrically continuous on the partial region and on the semiconductor substrate between the first conductive portion region and the second conductive portion region. Forming a metal compound film,
A conductive part and a second conductive part are obtained.

【0014】請求項1に係る半導体装置の製造方法で
は、第1導電部領域と第2導電部領域との界面部分に、
これらの領域を分離する孔を形成し、その後、熱処理を
行うため、第1導電部領域と第2導電部領域との間で不
純物が相互拡散することがない。また第1導電部領域第
2導電部領域とを電気的にかつ物理的に連続させてなる
導電パターンを形成し、これらの領域の界面部分に孔を
形成するので、第1導電部領域と第2導電部領域とを最
初から物理的に分離して形成する場合と異なり、セル面
積の増加が最小限に抑えられる。また第1コンタクトホ
ールの形成と同時に孔を形成するための第2コンタクト
ホールを形成するとともに、第1コンタクトホールを覆
うレジスト膜を形成した後行うエッチングだけで上記孔
を形成し、さらに第1コンタクトホール内面を配線材料
膜で覆うと同時に孔の内面も配線材料膜で覆うことによ
り、第1導電部と第2導電部とを電気的に連続させるの
で、工程が複雑とならない。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the interface portion between the first conductive portion region and the second conductive portion region is provided with
Since holes for separating these regions are formed and then heat treatment is performed, impurities do not mutually diffuse between the first conductive portion region and the second conductive portion region. In addition, since a conductive pattern that is electrically and physically continuous with the first conductive portion region and the second conductive portion region is formed and a hole is formed in the interface portion of these regions, the first conductive portion region and the first conductive portion region are formed. Unlike the case where the two conductive part regions are physically separated from the beginning, the increase in cell area can be suppressed to a minimum. At the same time when the first contact hole is formed, a second contact hole for forming the hole is formed, and the hole is formed only by etching after forming a resist film covering the first contact hole. By covering the inner surface of the hole with the wiring material film and simultaneously covering the inner surface of the hole with the wiring material film, the first conductive portion and the second conductive portion are electrically connected, so that the process is not complicated.

【0015】よって上記方法により得られる請求項2の
発明に係る半導体装置では、その製造に際して行う熱処
理時に、第1導電部領域と第2導電部領域とに導入され
た不純物の相互拡散が防止されるため、それぞれ所定の
導電型の不純物を高濃度に維持した第1導電部と第2導
電部とを備えたものとなる。また第1導電部と第2導電
部とを分離する孔が、これらの導電部間に形成されてい
ることから、セル面積の増加が最小限に抑えられたもの
となる。さらに、孔の内面を覆う配線材料膜は、第1導
電部と第2導電部との拡散係数より小さい拡散係数を有
する材料からなるため、後の工程にて高温熱処理が行わ
れても、その熱処理の際に不純物の相互拡散が起きにく
い。
Therefore, in the semiconductor device according to the second aspect of the present invention obtained by the above method, mutual diffusion of impurities introduced into the first conductive portion region and the second conductive portion region is prevented during the heat treatment performed during the manufacturing thereof. Therefore, it is provided with the first conductive portion and the second conductive portion each of which maintains a high concentration of impurities of a predetermined conductivity type. Further, since the holes for separating the first conductive portion and the second conductive portion are formed between these conductive portions, the increase in the cell area is suppressed to the minimum. Further, since the wiring material film covering the inner surface of the hole is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion, even if a high temperature heat treatment is performed in a later step, Mutual diffusion of impurities hardly occurs during heat treatment.

【0016】請求項3の発明に係る半導体装置の製造方
法では、第1導電部領域と第2導電部領域との界面部分
に、これらの領域の上層膜を分離する孔を形成し、その
後、熱処理を行うことから、第1導電部領域と第2導電
部領域との不純物が上層膜中で相互拡散することがな
い。例えば上層膜が下層膜よりも拡散係数が大きく、し
たがって拡散速度の速い金属膜または金属化合物膜から
なる場合には、上記相互拡散が最小限に抑制される。ま
た請求項1の発明と同様に、セル面積の増加が抑制さ
れ、かつ製造工程が簡易であるという作用が得られる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the present invention, a hole is formed at the interface between the first conductive portion region and the second conductive portion region to separate the upper layer film of these regions, and thereafter, Since the heat treatment is performed, impurities in the first conductive portion region and the second conductive portion region do not mutually diffuse in the upper layer film. For example, when the upper layer film has a diffusion coefficient larger than that of the lower layer film and therefore is made of a metal film or a metal compound film having a high diffusion rate, the above mutual diffusion is suppressed to a minimum. Further, similar to the invention of claim 1, it is possible to obtain an effect that an increase in cell area is suppressed and the manufacturing process is simple.

【0017】よって、上記方法により得られる請求項4
の発明に係る半導体装置では、その製造に際して行う熱
処理時に、第1導電部領域の上層膜と第2導電部領域の
上層膜とにおいて不純物の相互拡散が防止されるため、
それぞれ所定の導電型の不純物を高濃度に維持した第1
導電部と第2導電部とを備えたものとなる。また第1導
電部と第2導電部とを分離する孔が、これらの導電部間
に形成されていることから、セル面積の増加が最小限に
抑えられたものとなる。さらに孔の内面を覆う配線材料
膜は、第1導電部と第2導電部との拡散係数より小さい
拡散係数を有する材料からなるため、後の工程にて高温
熱処理が行われても、その熱処理の際に不純物の相互拡
散が起きにくい。
Therefore, the method according to claim 4 obtained by the above method.
In the semiconductor device according to the invention described above, since mutual diffusion of impurities is prevented in the upper layer film of the first conductive portion region and the upper layer film of the second conductive portion region during the heat treatment performed during manufacturing,
Each of which maintains a high concentration of impurities of a predetermined conductivity type
It is provided with a conductive portion and a second conductive portion. Further, since the holes for separating the first conductive portion and the second conductive portion are formed between these conductive portions, the increase in the cell area is suppressed to the minimum. Further, since the wiring material film covering the inner surface of the hole is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion, even if the high temperature heat treatment is performed in a later step, the heat treatment is performed. In that case, mutual diffusion of impurities hardly occurs.

【0018】請求項5の発明に係る半導体装置の製造方
法では、素子分離領域の上面が露出する位置まで導電部
材料膜を除去することから、導電部材料膜が自己整合的
に、第1の半導体素子の形成予定領域と第2の半導体素
子の形成予定領域とに分離されるので、この分離のため
のリソグラフィ等を行う必要がなく、工程数の増加が最
小限に抑えられる。また導電部材料膜を、第1の半導体
素子の形成予定領域と第2の半導体素子の形成予定領域
とに分離した後に、熱処理を行うため、第1導電部領
域、第2導電部領域に導入された不純物が上記熱処理の
際に、導電部材料膜中で相互拡散することがない。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention, the conductive material film is removed to the position where the upper surface of the element isolation region is exposed. Since the semiconductor element formation-scheduled region and the second semiconductor element formation-scheduled region are separated, there is no need to perform lithography or the like for this separation, and an increase in the number of steps can be minimized. Further, since the heat treatment is performed after the conductive portion material film is separated into the first semiconductor element formation planned region and the second semiconductor element formation planned region, the conductive portion material film is introduced into the first conductive portion region and the second conductive portion region. The generated impurities do not interdiffuse in the conductive part material film during the heat treatment.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置の
製造方法および半導体装置の実施形態を図面に基づいて
詳しく説明する。本実施形態では、本発明をNMOSF
ETとPMOSFETとから構成されるCMOSに適用
し、本発明における導電部をゲート電極とした場合につ
いて述べる。図1、図2は請求項1の発明に係る半導体
装置の製造方法の一実施形態を工程順に説明する図であ
り、図3は請求項2の発明に係る半導体装置の一実施形
態を示す平面図である。この実施形態においてCMOS
を製造するには、まず図1(a)〜(c)に示す工程を
行って半導体基体100を用意する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to the NMOSF.
A case will be described in which the present invention is applied to a CMOS composed of ET and PMOSFET, and the conductive portion in the present invention is used as a gate electrode. 1 and 2 are views for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 1 in the order of steps, and FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor device according to the invention of claim 2. It is a figure. CMOS in this embodiment
1A to 1C, the semiconductor substrate 100 is prepared by performing the steps shown in FIGS.

【0020】すなわち図1(a)に示しように、一般的
なプロセス、例えばLOCOS分離技術により、Si基
板1に、本発明の第1の半導体素子となるPMOSFE
Tの形成予定領域(以下、PMOS形成予定領域と記
す)3、本発明の第2の半導体素子となるNMOSFE
Tの形成予定領域(以下、NMOS形成予定領域と記
す)4をそれぞれ囲むようにして素子分離領域2を30
0nm程度の厚みに形成する。次に例えば熱酸化法によ
り、PMOS形成予定領域3とNMOS形成予定領域4
とのSi基板1表面にそれぞれゲート酸化膜5を10n
m程度の厚みに形成する。
That is, as shown in FIG. 1A, the PMOS FE which is the first semiconductor element of the present invention is formed on the Si substrate 1 by a general process, for example, the LOCOS isolation technique.
A region where T is to be formed (hereinafter referred to as a region where PMOS is to be formed) 3 and an NMOSFE which becomes the second semiconductor element of the present invention
The element isolation region 2 is formed so as to surround each of the regions where T is to be formed (hereinafter referred to as an NMOS formation region) 4 respectively.
It is formed to a thickness of about 0 nm. Next, for example, by a thermal oxidation method, a PMOS formation planned region 3 and an NMOS formation planned region 4 are formed.
And a gate oxide film 5 of 10 n each on the surface of the Si substrate 1
It is formed to a thickness of about m.

【0021】次いで例えばCVD法により、Si基板1
上に、ゲート電極の下層膜形成用のPoly−Si膜6と、
ゲート電極の上層膜形成用のWSi2 膜7とをこの順に
堆積する。この際、例えばPoly−Si膜6を70nm程
度の厚みに形成し、WSi2膜7を50nm程度の厚み
に形成する。なお、上記ゲート酸化膜5の形成工程とPo
ly−Si膜6の形成工程との間には、必要に応じて、P
MOS形成予定領域3、NMOS形成予定領域4のSi
基板1にそれぞれ、しきい値調整のためのイオン注入や
ショートチャネル効果を抑制するためのイオン注入、さ
らにチャネルストップを目的としたイオン注入工程を行
う。
Then, the Si substrate 1 is formed by, for example, the CVD method.
Poly-Si film 6 for forming the lower layer film of the gate electrode, and
A WSi 2 film 7 for forming an upper layer film of the gate electrode is deposited in this order. At this time, for example, the Poly-Si film 6 is formed with a thickness of about 70 nm, and the WSi 2 film 7 is formed with a thickness of about 50 nm. Note that the gate oxide film 5 formation process and Po
Between the step of forming the ly-Si film 6, if necessary, P
Si in the MOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4
Each of the substrates 1 is subjected to ion implantation for adjusting the threshold value, ion implantation for suppressing the short channel effect, and an ion implantation step for the purpose of channel stop.

【0022】次に、リソグラフィによってパターニング
を行ったレジスト膜8をマスクとし、PMOS形成予定
領域3のPoly−Si膜6に、P型(第1導電型)の不純
物として例えばホウ素イオン(B+ ) を、イオンエネル
ギーを例えば20keV、ドーズ量を5×1015cm-2
とした条件でイオン注入し、P+ 型ゲート領域(第1導
電部領域)10を形成する。その後、レジスト膜8を剥
離する。続いて図1(b)に示すように、リソグラフィ
によりパターニングを行ったレジスト膜9をマスクと
し、NMOS形成予定領域4のPoly−Si膜6に、N型
(第2導電型)の不純物として例えばリンイオン
(P+ ) を、イオンエネルギーを例えば20keV、ド
ーズ量を5×1015cm-2とした条件でイオン注入し、
+ 型ゲート領域11(第2導電部領域)を形成する。
その後、レジスト膜9を剥離する。
Next, patterning is performed by lithography.
Scheduled PMOS formation using the resist film 8
Impurity of P type (first conductivity type) is formed on the Poly-Si film 6 in the region 3.
For example, boron ions (B+) Is the ion energy
Gee is, for example, 20 keV, and dose is 5 × 10.Fifteencm-2
Ion implantation under the conditions+Type gate region (first conductor
The electric part area 10 is formed. After that, the resist film 8 is removed.
Let go. Then, as shown in FIG.
The resist film 9 patterned by
The N-type is formed on the Poly-Si film 6 in the NMOS formation planned region 4.
As the (second conductivity type) impurity, for example, phosphorus ions
(P+), The ion energy is, for example, 20 keV,
5 × 10Fifteencm-2Ion implantation under the conditions
N +The type gate region 11 (second conductive portion region) is formed.
Then, the resist film 9 is peeled off.

【0023】そしてリソグラフィおよびドライエッチン
グにより、Poly−Si膜6およびWSi2 膜7をパター
ニングし、図1(c)に示すように、P+ 型ゲート領域
10とN+ 型ゲート領域11とを電気的にかつ物理的に
連続させてなるゲート電極のパターン(導電パターン)
12を形成する。
Then, the Poly-Si film 6 and the WSi 2 film 7 are patterned by lithography and dry etching to electrically connect the P + type gate region 10 and the N + type gate region 11 to each other as shown in FIG. And physically continuous gate electrode pattern (conductive pattern)
12 is formed.

【0024】こうして半導体基体100を得た後は、S
i基板1のPMOS形成予定領域3にP型不純物をイオ
ン注入し、N型のLDD領域(図示略)を形成するとと
もに、Si基板1のNMOS形成予定領域4にN型不純
物をイオン注入し、P型のLDD領域(図示略)を形成
する。次いで、例えばCVD法により、ゲート電極のパ
ターンを覆うようにして半導体基体100全面に酸化膜
を150nm程度堆積した後、全面をエッチバックし、
ゲート電極のパターン12の側壁にサイドウォール(図
示略)を形成する。続いて、Si基板1のPMOS形成
予定領域3とNMOS形成予定領域4とにそれぞれ、ソ
ース/ドレイン領域13(図3参照)を形成するための
P型不純物、N型不純物をそれぞれイオン注入し、不純
物導入層13aを形成する。
After the semiconductor substrate 100 is obtained in this way, S
P-type impurities are ion-implanted into the PMOS formation region 3 of the i substrate 1 to form an N-type LDD region (not shown), and N-type impurities are ion-implanted into the NMOS formation region 4 of the Si substrate 1. A P-type LDD region (not shown) is formed. Then, an oxide film of about 150 nm is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 100 so as to cover the pattern of the gate electrode by, for example, a CVD method, and then the entire surface is etched back.
A sidewall (not shown) is formed on the sidewall of the pattern 12 of the gate electrode. Subsequently, P-type impurities and N-type impurities for forming the source / drain regions 13 (see FIG. 3) are ion-implanted into the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 of the Si substrate 1, respectively. The impurity introduction layer 13a is formed.

【0025】次いで図2(d)に示すように、CVD法
により、ゲート電極のパターン12を覆うようにして半
導体基体100上に酸化膜からなる層間絶縁膜14を3
00nm程度の厚みに形成し、その後、層間絶縁膜14
上にレジスト膜18を形成する。続いてリソグラフィに
よって、レジスト膜18に、後述する第1コンタクトホ
ール15、第2コンタクトホール16および第3コンタ
クトホール17を形成するための開口18aを形成す
る。
Then, as shown in FIG. 2D, an interlayer insulating film 14 made of an oxide film is formed on the semiconductor substrate 100 by CVD so as to cover the pattern 12 of the gate electrode.
It is formed to a thickness of about 00 nm, and then the interlayer insulating film 14 is formed.
A resist film 18 is formed on top. Subsequently, an opening 18a for forming a first contact hole 15, a second contact hole 16 and a third contact hole 17 described later is formed in the resist film 18 by lithography.

【0026】次に、レジスト膜18をマスクとしたエッ
チングによって、図2(e)に示すように、層間絶縁膜
14にゲート電極のパターン12に到達する第1コンタ
クトホール15を形成すると同時に、P+ 型ゲート領域
10とN+ 型ゲート領域11との界面部分19の直上位
置に界面部分19に到達する第2コンタクトホール16
を形成する。また同時に、Si基板1の不純物導入層1
3aに到達する第3コンタクトホール17を形成する。
なお、図2においてSi基板1に形成されたソース/ド
レイン領域13形成のための不純物導入層13aは、N
MOS形成予定領域4のそれが示されてある。その後、
レジスト膜18を剥離する。
Next, by etching using the resist film 18 as a mask, a first contact hole 15 reaching the pattern 12 of the gate electrode is formed in the interlayer insulating film 14 as shown in FIG. The second contact hole 16 reaching the interface portion 19 at a position directly above the interface portion 19 between the + type gate region 10 and the N + type gate region 11.
To form At the same time, the impurity introduction layer 1 of the Si substrate 1
A third contact hole 17 reaching 3a is formed.
In FIG. 2, the impurity introduction layer 13a for forming the source / drain regions 13 formed on the Si substrate 1 is N
It is shown in the MOS formation planned region 4. afterwards,
The resist film 18 is peeled off.

【0027】次いで、第1コンタクトホール15と第3
コンタクトホール17とを覆い、かつ第2コンタクトホ
ール16を露出させて層間絶縁膜14上にレジスト膜2
0を形成する。その後、ドライエッチングによって、図
2(f)に示すように第2コンタクトホール16の直下
位置に、P+ 型ゲート領域10とN+ 型ゲート領域11
とを完全に分離する孔21、つまりPoly−Si膜6およ
びWSi2 膜7を領域10、11毎に分離する孔21を
形成し、レジスト膜20を剥離する。
Next, the first contact hole 15 and the third
The resist film 2 is formed on the interlayer insulating film 14 so as to cover the contact hole 17 and expose the second contact hole 16.
Form 0. After that, by dry etching, as shown in FIG. 2F, the P + -type gate region 10 and the N + -type gate region 11 are formed immediately below the second contact hole 16.
A hole 21 that completely separates the poly-Si film 6 and the WSi 2 film 7 is formed in each of the regions 10 and 11, and the resist film 20 is peeled off.

【0028】次に熱処理として、例えば1000℃、1
0秒の条件の急速加熱アニール(Rapid Tharmal Annea
l; RTA)を行って、P+ 型ゲート領域10のP型不
純物をこのゲート領域10中に拡散させ、P+ 型ゲート
電極(第1導電部)22aを得る。同時に、N+ 型ゲー
ト領域11のN型不純物をこのゲート領域11中に拡散
させ、N+ 型ゲート電極(第2導電部)22bを得る。
またこの熱処理では、PMOS形成予定領域3とNMO
S形成予定領域4とのSi基板1に形成された不純物拡
散層13aが活性化され、ソース/ドレイン領域13が
形成される。
Next, as heat treatment, for example, 1000 ° C., 1
Rapid thermal anneal under 0 second condition (Rapid Tharmal Annea
l; RTA) to diffuse the P-type impurities in the P + -type gate region 10 into the gate region 10 to obtain the P + -type gate electrode (first conductive portion) 22a. At the same time, the N-type impurity of the N + -type gate region 11 is diffused into the gate region 11 to obtain the N + -type gate electrode (second conductive portion) 22b.
Further, in this heat treatment, the PMOS formation planned region 3 and the NMO are formed.
The impurity diffusion layer 13a formed in the Si substrate 1 and the S formation planned region 4 are activated, and the source / drain regions 13 are formed.

【0029】次いで図2(g)に示すように、第1コン
タクトホール15、孔21、第3コンタクトホール17
内面にそれぞれ、P+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲー
ト電極22bとの拡散係数より小さい、つまりPoly−S
i膜6およびWSi2 膜7の拡散係数より小さい拡散係
数を有する材料からなる配線材料膜23を形成する。
Then, as shown in FIG. 2G, the first contact hole 15, the hole 21, and the third contact hole 17 are formed.
The inner surface has a diffusion coefficient smaller than that of the P + type gate electrode 22a and the N + type gate electrode 22b, that is, Poly-S.
A wiring material film 23 made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the i film 6 and the WSi 2 film 7 is formed.

【0030】ここでは第1コンタクトホール15、孔2
1、第3コンタクトホール17内面を覆うようにして層
間絶縁膜14上にチタン(Ti)を50nm程度、窒化
チタン(TiN)を100nm程度この順に堆積してバ
リアメタル23aを形成し、さらにバリアメタル23a
上に第1コンタクトホール15、孔21、第3コンタク
トホール17内を埋め込むようにしてタングステン
(W)膜23bを堆積する。そして、層間絶縁膜14の
上面が露出する位置までエッチバックして、第1コンタ
クトホール15、孔21、第3コンタクトホール17内
をバリアメタル23aとW膜23bとからなる配線材料
膜23で埋め込む。
Here, the first contact hole 15 and the hole 2
1. Titanium (Ti) of about 50 nm and titanium nitride (TiN) of about 100 nm are deposited in this order on the interlayer insulating film 14 so as to cover the inner surface of the third contact hole 17 to form the barrier metal 23a. 23a
A tungsten (W) film 23b is deposited on the first contact hole 15, the hole 21, and the third contact hole 17 so as to be embedded therein. Then, etching back is performed to a position where the upper surface of the interlayer insulating film 14 is exposed, and the first contact hole 15, the hole 21, and the third contact hole 17 are filled with the wiring material film 23 including the barrier metal 23a and the W film 23b. .

【0031】孔21内の埋め込みによって、P+ 型ゲー
ト電極22aとN+ 型ゲート電極22bとが電気的に連
続してなるゲート電極22が形成される。また、第1コ
ンタクトホール15内の埋め込みによって、ゲート電極
22に電気的に通じるコンタクト25が形成され、第3
コンタクトホール17内の埋め込みによって、ソース/
ドレイン領域13に電気的に通じるコンタクト26が形
成される。さらに、層間絶縁膜14上に配線材料となる
アルミニウム(Al)膜を成膜し、リソグラフィとエッ
チングとによってAlからなる配線27を形成する。そ
の後は、従来の半導体装置の製造と同様にして、上層の
層間絶縁膜や配線、コンタクトホールを形成し、さらに
電極の形成やシンタリング処理等を行う。
By filling the inside of the hole 21, the gate electrode 22 in which the P + type gate electrode 22a and the N + type gate electrode 22b are electrically continuous is formed. In addition, the contact 25 electrically connected to the gate electrode 22 is formed by filling the first contact hole 15 with the third contact hole 15.
By embedding in the contact hole 17, the source /
A contact 26 electrically connected to the drain region 13 is formed. Further, an aluminum (Al) film as a wiring material is formed on the interlayer insulating film 14, and the wiring 27 made of Al is formed by lithography and etching. After that, the upper interlayer insulating film, the wiring, and the contact hole are formed, and the formation of the electrode and the sintering process are performed in the same manner as in the conventional manufacturing of a semiconductor device.

【0032】以上の工程により、図2(g)および図3
に示すごとく半導体基体100に、P+ 型ゲート電極2
2aを備えたPMOSFET28とN+ 型ゲート電極2
2bを備えたNMOSFET29とが形成され、これに
より請求項2の発明に係る半導体装置の一実施形態とな
るCMOS30が得られる。
Through the above steps, FIG. 2G and FIG.
The semiconductor body 100 as shown in, P + -type gate electrode 2
PMOSFET 28 with 2a and N + type gate electrode 2
The NMOSFET 29 including 2b is formed, and thereby the CMOS 30 which is an embodiment of the semiconductor device according to the invention of claim 2 is obtained.

【0033】上記した実施形態の方法では、P+ 型ゲー
ト領域10とN+ 型ゲート領域11との界面部分19
に、これらの領域10、11を完全に分離する孔21を
形成し、その後、熱処理を行ってそれぞれの領域10、
11にP型不純物、N型不純物を拡散させるため、これ
らの不純物がPoly−Si膜6中、WSi2 膜7中で相互
拡散するのを確実に防止することができる。よって相互
拡散により、N型、P型不純物が互いに補償し合うのを
防止することができることから、所定の導電型の不純物
を高濃度に維持したP+ 型ゲート電極22a、N+ 型ゲ
ート電極22bを形成することができるので、PMOS
FET28、NMOSFET29のしきい値電圧の小さ
いデュアルゲート構造のCMOS30を製造することが
できる。
In the method of the above embodiment, the interface portion 19 between the P + type gate region 10 and the N + type gate region 11 is formed.
A hole 21 that completely separates the regions 10 and 11 from each other, and then heat treatment is performed to form each of the regions 10 and 11.
Since P-type impurities and N-type impurities are diffused in 11, it is possible to reliably prevent these impurities from interdiffusing in the Poly-Si film 6 and the WSi 2 film 7. Therefore, it is possible to prevent the N-type and P-type impurities from compensating each other by the mutual diffusion. Therefore, the P + -type gate electrode 22a and the N + -type gate electrode 22b in which the impurities of a predetermined conductivity type are maintained at a high concentration Can be formed so that the PMOS
It is possible to manufacture a CMOS 30 having a dual gate structure in which the threshold voltages of the FET 28 and the NMOSFET 29 are small.

【0034】また、P+ 型ゲート領域10とN+ 型ゲー
ト領域11とを電気的にかつ物理的に連続させてなるゲ
ート電極のパターン12を形成し、これらの領域10、
11の界面部分19に孔21を形成するので、つまり従
来のように、P+ 型ゲート領域とN+ 型ゲート領域とを
物理的に分離した状態で形成しないので、セル面積の増
加を最小限に抑えることができる。しかも、第1コンタ
クトホール15および第3コンタクトホール17の形成
と同時に、上記孔21を形成するための第2コンタクト
ホール16を形成することができるとともに、上記孔2
1を、第1コンタクトホール15および第3コンタクト
ホール17を覆うレジスト膜20を形成した後、エッチ
ングを行うだけで形成できるので、簡易にかつわずかな
工程数の増加で形成することができる。
Further, a gate electrode pattern 12 is formed by electrically and physically connecting the P + -type gate region 10 and the N + -type gate region 11, and these regions 10,
Since the hole 21 is formed in the interface portion 19 of the cell 11, that is, the P + -type gate region and the N + -type gate region are not physically separated from each other unlike the conventional case, the increase of the cell area is minimized. Can be suppressed to Moreover, the second contact hole 16 for forming the hole 21 can be formed at the same time when the first contact hole 15 and the third contact hole 17 are formed, and the hole 2 can be formed.
1 can be formed simply by performing etching after forming the resist film 20 covering the first contact hole 15 and the third contact hole 17, so that it can be formed easily and with a slight increase in the number of steps.

【0035】さらに第1コンタクトホール15および第
3コンタクトホール17への配線材料膜23の埋め込み
と同時に孔21内に配線材料膜23を埋め込むことがで
き、このことによりP+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲ
ート電極22bとを電気的に連続させることができるの
で、工程が複雑とならない。また、このような方法によ
り得られたCMOS30は、不純物を高濃度に維持した
+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲート電極22bとを
備え、かつセル面積の増加が最小限に抑えられたものと
なるので、PMOSFET28、NMOSFET29の
しきい値変動が小さく、微細な装置となる。
Furthermore, the wiring material film 23 can be buried in the hole 21 at the same time when the wiring material film 23 is buried in the first contact hole 15 and the third contact hole 17, whereby the P + type gate electrodes 22a and N are formed. Since the + type gate electrode 22b can be electrically continuous, the process is not complicated. Further, the CMOS 30 obtained by such a method is provided with a P + type gate electrode 22a and an N + type gate electrode 22b in which impurities are maintained at a high concentration, and an increase in cell area is suppressed to a minimum. Therefore, the threshold variation of the PMOSFET 28 and the NMOSFET 29 is small, and the device becomes a fine device.

【0036】さらにCMOS30では、P+ 型ゲート電
極22aとN+ 型ゲート電極22bとを接続する配線材
料膜23が、P+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲート電
極22bとの拡散係数より小さい拡散係数を有する材料
からなることから、たとえ後の工程にて高温熱処理が行
われても、P+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲート電極
22bとの間で不純物の相互拡散が起きにくいので、安
定したしきい値を有するものとなる。
Furthermore the CMOS30, the P + -type gate electrode 22a and the N + -type gate electrode 22b and the wiring material film 23 for connecting the diffusion coefficient smaller than the diffusion of the P + -type gate electrode 22a and the N + -type gate electrode 22b Since it is made of a material having a coefficient, even if a high temperature heat treatment is performed in a later step, mutual diffusion of impurities is unlikely to occur between the P + type gate electrode 22a and the N + type gate electrode 22b. Will have the threshold value set.

【0037】次に、請求項3の発明に係る半導体装置の
製造方法の一実施形態を図4を用いて説明する。なお、
図において上記実施形態と同一の形成要素には同一の符
号を付すこととする。この実施形態において、上記実施
形態と相違するのは、P+ 型ゲート領域10とN+ 型ゲ
ート領域11との界面部分19に形成する孔31が、こ
れらの領域10、11を構成するPoly−Si膜6とWS
2 膜7とのうち、上層膜のWSi2膜7のみを分離す
るように形成する点である。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 3 will be described with reference to FIG. In addition,
In the figure, the same reference numerals are given to the same forming elements as those in the above-described embodiment. In this embodiment, the difference from the above embodiment is that the holes 31 formed in the interface portion 19 between the P + type gate region 10 and the N + type gate region 11 form the Poly- type which forms these regions 10 and 11. Si film 6 and WS
The point is that only the upper layer film WSi 2 film 7 of the i 2 film 7 is formed so as to be separated.

【0038】すなわち、図1(a)から図2(d)ま
で、上記実施形態と同様の工程を行い、レジスト膜18
に開口18aを形成した後、レジスト膜18をマスクと
したエッチングによって、第1コンタクトホール15、
第2コンタクトホール16および第3コンタクトホール
17を形成し、レジスト膜18を剥離する。次いで第3
コンタクトホール17を覆い、かつ第1コンタクトホー
ル15と第2コンタクトホール16とを露出させて層間
絶縁膜14上にレジスト膜(図示略)を形成する。
That is, steps similar to those in the above-described embodiment are performed from FIG. 1A to FIG.
After the opening 18a is formed in the first contact hole 15, etching is performed using the resist film 18 as a mask,
The second contact hole 16 and the third contact hole 17 are formed, and the resist film 18 is peeled off. Then the third
A resist film (not shown) is formed on the interlayer insulating film 14 so as to cover the contact hole 17 and expose the first contact hole 15 and the second contact hole 16.

【0039】続いて図4(e)に示すように、層間絶縁
膜14をマスクとしたドライエッチングによって、第2
コンタクトホール16の直下位置に、つまり界面部分1
9に、P+ 型ゲート領域10のWSi2 膜7とN+ 型ゲ
ート領域11のWSi2 膜7とを分離する孔31を形成
する。このとき、第1コンタクトホール15の直下位置
のWSi2 膜7もエッチングされ、第1コンタクトホー
ル15に連続するコンタクトホール32が形成される。
その後、レジスト膜を剥離する。
Then, as shown in FIG. 4E, a second etching process is performed by dry etching using the interlayer insulating film 14 as a mask.
Directly below the contact hole 16, that is, the interface portion 1
A hole 31 for separating the WSi 2 film 7 in the P + type gate region 10 and the WSi 2 film 7 in the N + type gate region 11 is formed in the substrate 9. At this time, the WSi 2 film 7 immediately below the first contact hole 15 is also etched, and the contact hole 32 continuous with the first contact hole 15 is formed.
Then, the resist film is peeled off.

【0040】そして、この後は上記実施形態と同様の工
程を経る。すなわち、熱処理としてRTAを行って、P
+ 型ゲート電極22aを得ると同時に、N+ 型ゲート電
極22bを得、かつソース/ドレイン領域13を形成す
る。次いで図4(f)に示すように、第1コンタクトホ
ール15およびこれに連続するコンタクトホール32、
孔31、第3コンタクトホール17内をバリアメタル2
3aとW膜23bとからなる配線材料膜23で埋め込
む。
After that, the same steps as those in the above embodiment are performed. That is, RTA is performed as heat treatment, and P
At the same time as the + type gate electrode 22a is obtained, the N + type gate electrode 22b is obtained and the source / drain regions 13 are formed. Next, as shown in FIG. 4F, the first contact hole 15 and the contact hole 32 continuous with the first contact hole 15,
The barrier metal 2 is formed in the hole 31 and the third contact hole 17.
The wiring material film 23 including 3a and the W film 23b is embedded.

【0041】孔31内の埋め込みによって、P+ 型ゲー
ト電極22aのWSi2 膜7とN+型ゲート電極22b
のWSi2 膜7とが電気的に連続してなるゲート電極2
2が得られ、また第1コンタクトホール15およびコン
タクトホール23内、第3コンタクトホール17内の埋
め込みによってコンタクト25、26が形成される。そ
して図4(g)に示すように、層間絶縁膜14上にAl
からなる配線27を形成し、さらに上層の層間絶縁膜や
配線、コンタクトホールの形成、電極の形成やシンタリ
ング処理等を行う。
By embedding in the hole 31, the WSi 2 film 7 of the P + type gate electrode 22a and the N + type gate electrode 22b are formed.
Gate electrode 2 which is electrically continuous with the WSi 2 film 7 of
2 is obtained, and the contacts 25 and 26 are formed by embedding in the first contact hole 15 and the contact hole 23, and the third contact hole 17. Then, as shown in FIG. 4G, Al is formed on the interlayer insulating film 14.
Is formed, and then an interlayer insulating film and wiring in the upper layer, a contact hole, an electrode, a sintering process, and the like are performed.

【0042】以上の工程により、図4(g)に示すよう
に、半導体基体100に、P+ 型ゲート電極22aを備
えたPMOSFET28とN+ 型ゲート電極22bを備
えたNMOSFET29とが形成され、これにより請求
項4の発明に係る半導体装置の一実施形態となるCMO
S33が得られる。なお、こうして得られたCMOS3
3は、前述の実施形態と同様、図3に示す平面構造を有
するものとなる。
Through the above steps, as shown in FIG. 4G, the PMOSFET 28 having the P + type gate electrode 22a and the NMOSFET 29 having the N + type gate electrode 22b are formed on the semiconductor substrate 100. According to the present invention, a CMO which is an embodiment of a semiconductor device according to the invention of claim 4
S33 is obtained. The CMOS3 thus obtained
3 has the planar structure shown in FIG. 3 as in the above-described embodiment.

【0043】上記した実施形態の方法では、P+ 型ゲー
ト領域10とN+ 型ゲート領域11との界面部分19
に、これらの領域10、11のWSi2 膜7を分離する
孔31を形成し、その後、熱処理を行ってそれぞれの領
域10、11にP型不純物、N型不純物を拡散させるの
で、不純物がWSi2 膜7中で相互拡散するのを確実に
防止することができる。前述したように、P+ 型ゲート
領域10とN+ 型ゲート領域11とにおける不純物の相
互拡散は、Poly−Si膜6に比較して拡散係数が大き
く、したがって拡散速度の速いWSi2 膜7に特に顕著
に起こるため、このようにWSi2 膜7中での不純物の
相互拡散を防止できることにより、N型、P型不純物が
互いに補償し合うのを最小限に抑制することができる。
よって、PMOSFET28、NMOSFET29のし
きい値電圧の小さいCMOS33を製造することができ
る。
In the method of the above embodiment, the interface portion 19 between the P + type gate region 10 and the N + type gate region 11 is formed.
At this time, a hole 31 for separating the WSi 2 film 7 in these regions 10 and 11 is formed, and then heat treatment is performed to diffuse P-type impurities and N-type impurities into the regions 10 and 11, respectively. It is possible to reliably prevent mutual diffusion in the two films 7. As described above, the mutual diffusion of impurities in the P + type gate region 10 and the N + type gate region 11 has a larger diffusion coefficient than that of the Poly-Si film 6, and thus the WSi 2 film 7 having a high diffusion rate. Since it occurs particularly remarkably, the mutual diffusion of the impurities in the WSi 2 film 7 can be prevented in this way, so that the N-type and P-type impurities can be suppressed from compensating each other to a minimum.
Therefore, the CMOS 33 having a small threshold voltage of the PMOSFET 28 and the NMOSFET 29 can be manufactured.

【0044】しかも前述した実施形態と同様、セル面積
の増大を防止でき、かつ製造工程が簡易である等の効果
を得ることができる。また、このような方法により得ら
れたCMOS33は、不純物を高濃度に維持したP+
ゲート電極22aとN+ 型ゲート電極22bとを備え、
かつセル面積の増加が最小限に抑えられたものとなるの
で、PMOSFET28、NMOSFET29のしきい
値変動が小さく、微細な装置となる。
Moreover, similar to the above-described embodiment, it is possible to obtain an effect that the cell area can be prevented from increasing and the manufacturing process is simple. Further, the CMOS 33 obtained by such a method includes a P + type gate electrode 22a and an N + type gate electrode 22b in which impurities are maintained at a high concentration,
In addition, since the increase in cell area is suppressed to a minimum, the threshold variation of the PMOSFET 28 and the NMOSFET 29 is small, and the device is fine.

【0045】さらにCMOS30においても、配線材料
膜23がP+ 型ゲート電極22aとN+ 型ゲート電極2
2bとの拡散係数より小さい拡散係数を有する材料から
なることから、たとえ後の工程にて高温熱処理が行われ
ても不純物の相互拡散が起きにくく、安定したしきい値
を有するものとなる。
Further, also in the CMOS 30, the wiring material film 23 has the P + type gate electrode 22a and the N + type gate electrode 2
Since it is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of 2b, even if a high temperature heat treatment is performed in a later step, mutual diffusion of impurities hardly occurs, and a stable threshold value is obtained.

【0046】なお、上記2つの実施形態では、本発明に
おける導電部がゲート電極である場合について説明した
が、これに限定されるものではなく配線層であってもよ
いのはもちろんである。また本発明における配線材料膜
が、Ti膜、TiN膜およびWSi2 膜からなる場合に
ついて述べたが、配線材料膜は第1導電部と第2導電部
との拡散係数よりも小さい拡散係数を有する材料からな
る膜であればよく、上記例に限定されない。例えばチタ
ンシリサイド(TiSi2 )、酸窒化チタン(TiO
N)、コバルト(Co)、コバルトシリサイド(CoS
2 )、タングステン(W)、窒化タングステン(Ti
W)等の高融点金属膜を単層で、またはそれらを積層し
た膜を用いることもできる。
In the above two embodiments, the case where the conductive portion in the present invention is the gate electrode has been described, but the present invention is not limited to this and may be a wiring layer. The case where the wiring material film in the present invention is made of a Ti film, a TiN film and a WSi 2 film has been described, but the wiring material film has a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion. The film is not limited to the above example as long as it is a film made of a material. For example, titanium silicide (TiSi 2 ), titanium oxynitride (TiO 2
N), cobalt (Co), cobalt silicide (CoS
i 2 ), tungsten (W), tungsten nitride (Ti
A high melting point metal film such as W) may be used as a single layer or a film obtained by stacking them.

【0047】また上記実施形態では、第1導電部、第2
導電部の上層膜としてWSi2 膜を形成した場合につい
て説明したが、他の高融点金属シリサイド等の金属化合
物膜であってもよく、またWSi2 膜を金属膜に替える
こともできる。
In the above embodiment, the first conductive portion and the second conductive portion
Although the case where the WSi 2 film is formed as the upper layer film of the conductive portion has been described, it may be a metal compound film such as another refractory metal silicide, or the WSi 2 film may be replaced with a metal film.

【0048】次に、請求項5の発明に係る半導体装置の
製造方法の一実施形態を図5および図6を用いて説明す
る。なお、図5および図6において、(ロ)は平面図、
(イ)は(ロ)におけるA−A線矢視断面図、(ハ)は
(ロ)におけるB−B線矢視断面図である。また、図5
および図6において上記実施形態と同一の形成要素には
同一の符号を付すこととする。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 5 will be described with reference to FIGS. 5 and 6, (B) is a plan view,
(A) is a sectional view taken along the line AA of (B), and (C) is a sectional view taken along the line B-B of (B). Also, FIG.
In addition, in FIG. 6, the same forming elements as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0049】この実施形態においてCMOSを製造する
には、まず素子分離技術を用いて、素子分離領域と、素
子分離領域に囲まれた複数の素子形成予定領域とからな
る半導体基体を形成する。この際、素子分離領域の上面
位置が、素子形成予定領域の上面位置よりも高くなるよ
うに半導体基体を形成する。ここでは、図5(a)に示
すように、例えばLOCOS分離技術により、Si基板
1にPMOS形成予定領域3、NMOS形成予定領域4
をそれぞれ囲むようにして素子分離領域2を形成し、半
導体基体40を得る。このLOCOS分離技術により、
素子分離領域2の上面位置は、PMOS形成予定領域
3、NMOS形成予定領域4の上面位置よりも、例えば
100nm〜200nm程度高く設定される。
In order to manufacture the CMOS in this embodiment, first, a semiconductor substrate including an element isolation region and a plurality of element formation planned regions surrounded by the element isolation region is formed by using the element isolation technique. At this time, the semiconductor substrate is formed such that the upper surface position of the element isolation region is higher than the upper surface position of the element formation planned region. Here, as shown in FIG. 5A, the PMOS formation scheduled region 3 and the NMOS formation scheduled region 4 are formed on the Si substrate 1 by, for example, the LOCOS isolation technique.
The element isolation region 2 is formed so as to surround each of the above, and the semiconductor substrate 40 is obtained. With this LOCOS separation technology,
The upper surface position of the element isolation region 2 is set higher than the upper surface positions of the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 by, for example, about 100 nm to 200 nm.

【0050】次に図5(b)に示すように、PMOS形
成予定領域3とNMOS形成予定領域4とのSi基板1
表面にそれぞれゲート酸化膜5を形成し、続いてSi基
板1上に、本発明の導電部材料膜となるゲート電極の下
層膜形成用のPoly−Si膜6を堆積する。なお、図5の
(ロ)では、Poly−Si膜6をハッチングで示してあ
る。また、上記ゲート酸化膜5の形成工程とPoly−Si
膜6の形成工程との間には、必要に応じて、PMOS形
成予定領域3、NMOS形成予定領域4のSi基板1に
それぞれ、しきい値調整のためのイオン注入やショート
チャネル効果を抑制するためのイオン注入、さらにチャ
ネルストップを目的としたイオン注入工程を行う。
Next, as shown in FIG. 5B, the Si substrate 1 including the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 is formed.
A gate oxide film 5 is formed on each surface, and then a Poly-Si film 6 for forming a lower layer film of a gate electrode, which is a conductive part material film of the present invention, is deposited on the Si substrate 1. In addition, in FIG. 5B, the Poly-Si film 6 is shown by hatching. In addition, the step of forming the gate oxide film 5 and Poly-Si
Between the step of forming the film 6, if necessary, the ion implantation for adjusting the threshold and the short channel effect are suppressed in the Si substrate 1 in the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4, respectively. And an ion implantation step for the purpose of channel stop are performed.

【0051】次にCMP(化学的機械的研磨)技術によ
り、図5(c)に示すように、素子分離領域2の上面が
露出する位置までPoly−Si膜6を除去し、半導体基体
40の表面を平坦化する。この工程により、PMOS形
成予定領域3、NMOS形成予定領域4のSi基板1上
のみにPoly−Si膜6が残る。つまり、Poly−Si膜6
が自己整合的に、PMOS形成予定領域3とNMOS形
成予定領域4とに分離される。次いで、リソグラフィお
よびドライエッチングにより、図5(d)に示すよう
に、Poly−Si膜6をゲート電極のパターンに形成し、
トランジスタのゲート長を確定する。
Next, the CMP (Chemical Mechanical Polishing) technique is used to remove the Poly-Si film 6 to a position where the upper surface of the element isolation region 2 is exposed, as shown in FIG. Flatten the surface. By this step, the Poly-Si film 6 remains only on the Si substrate 1 in the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4. That is, the Poly-Si film 6
Are self-aligned and separated into a PMOS formation planned region 3 and an NMOS formation planned region 4. Then, as shown in FIG. 5D, a Poly-Si film 6 is formed into a gate electrode pattern by lithography and dry etching.
Determine the gate length of the transistor.

【0052】さらにSi基板1のPMOS形成予定領域
3、NMOS形成予定領域4にそれぞれP型、N型不純
物をイオン注入してLDD領域41を形成し、その後、
ゲート電極パターン形状のPoly−Si膜6の側壁にサイ
ドウォール42を形成する。続いて、Si基板1のPM
OS形成予定領域3とNMOS形成予定領域4とにそれ
ぞれ、ソース/ドレイン領域を形成するためのP型不純
物、N型不純物をそれぞれイオン注入し、不純物拡散層
(図示略)を形成する。このイオン注入では、PMOS
形成予定領域3、NMOS形成予定領域4のゲート電極
パターン形状のPoly−Si膜6にもそれぞれ、P型不純
物、N型不純物が導入され、P+ 型ゲート領域43とN
+ 型ゲート領域44とが形成される。
Further, an LDD region 41 is formed by ion-implanting P-type and N-type impurities into the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 of the Si substrate 1, respectively.
Sidewalls 42 are formed on the sidewalls of the poly-Si film 6 having the gate electrode pattern shape. Then, PM of Si substrate 1
P-type impurities and N-type impurities for forming the source / drain regions are ion-implanted into the OS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4, respectively, to form an impurity diffusion layer (not shown). In this ion implantation, the PMOS
Forming region 3, respectively in Poly-Si film 6 of the gate electrode pattern of the NMOS forming region 4, P-type impurity, the N-type impurity is introduced, P + -type gate region 43 and the N
A + type gate region 44 is formed.

【0053】次いで、熱処理としてRTAを行って、P
+ 型ゲート領域43のP型不純物をこのゲート領域43
中に拡散させると同時に、N+ 型ゲート領域44のN型
不純物をこのゲート領域44中に拡散させる。またこの
熱処理では、PMOS形成予定領域3とNMOS形成予
定領域4とのSi基板1に形成された不純物拡散層が活
性化され、ソース/ドレイン領域13が形成される。次
に例えばCVD法により、半導体基体40全面にTi膜
を成膜し、続いて600℃〜700℃程度の比較的低い
温度で熱処理することによって、Ti膜の下地のソース
/ドレイン領域13のSi基板1と各ゲート領域43、
44のPoly−Si膜6とを反応させ、チタンシリサイド
(TiSi2 )膜を形成する。
Then, RTA is carried out as a heat treatment, and P
The P-type impurities in the + -type gate region 43 are removed from the gate region 43.
At the same time, the N type impurities of the N + type gate region 44 are diffused into the gate region 44. Also, in this heat treatment, the impurity diffusion layers formed in the Si substrate 1 in the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 are activated, and the source / drain regions 13 are formed. Next, a Ti film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 40 by, for example, the CVD method, and then heat treatment is performed at a relatively low temperature of about 600 ° C. to 700 ° C. Substrate 1 and each gate region 43,
The poly-Si film 6 of 44 is reacted to form a titanium silicide (TiSi 2 ) film.

【0054】その後は、ウエットエッチングによって自
己整合的にTiSi2 膜を残すのが一般的であるが、こ
のようにするとP+ 型ゲート領域43とN+ 型ゲート領
域44とが電気的に連続した状態とならない。よって、
+ 型ゲート領域43とN+型ゲート領域44との間の
半導体基体40上に、P+ 型ゲート領域43とN+ 型ゲ
ート領域44とを電気的に連続させる状態でTi膜が残
るように、Ti膜をウエットエッチングする。ここで
は、P+ 型ゲート領域43とN+ 型ゲート領域44との
間と、後の工程で形成するコンタクトの下地となる箇所
とをレジスト膜で覆い、この後にウエットエッチングを
行って、レジスト膜で覆っていない未反応のTi膜を除
去し、TiSi2 膜とレジスト膜で覆った部分のTi膜
を残す。
After that, it is general to leave the TiSi 2 film in a self-aligned manner by wet etching. In this case, the P + type gate region 43 and the N + type gate region 44 are electrically continuous. Not in a state. Therefore,
The semiconductor body 40 on between the P + -type gate region 43 and the N + -type gate region 44, so that the Ti film remains in a state in which electrically continuous and P + -type gate region 43 and the N + -type gate region 44 Then, the Ti film is wet-etched. Here, the space between the P + -type gate region 43 and the N + -type gate region 44, and the portion that will be the base of the contact formed in a later step are covered with a resist film, and then wet etching is performed to form a resist film. The unreacted Ti film not covered with is removed, leaving the Ti film covered with the TiSi 2 film and the resist film.

【0055】こうすることにより、図6(e)に示すよ
うにソース/ドレイン領域13上の半導体基体40上
と、P+ 型ゲート領域43およびN+ 型ゲート領域44
上とにTiSi2 膜45aが形成されるとともに、P+
型ゲート領域43とN+ 型ゲート領域44との間の半導
体基体40上にこれらを電気的に接続させるTi膜45
bが形成される。またコンタクトの下地となる箇所に
も、P+ 型ゲート領域43およびN+ 型ゲート領域44
上のTiSi2 膜45aに電気的に連続したTi膜45
bが形成される。そして、P+ 型のPoly−Si膜6とT
iSi2 膜45aとからなるP+ 型ゲート電極46a
と、N+ 型のPoly−Si膜6とTiSi2 膜45aとか
らなるN+ 型ゲート電極46bとが得られる。
By doing so, as shown in FIG. 6E, the semiconductor substrate 40 on the source / drain regions 13 and the P + type gate regions 43 and the N + type gate regions 44 are formed.
A TiSi 2 film 45a is formed on the upper surface and P +
A Ti film 45 for electrically connecting the type gate region 43 and the N + type gate region 44 to each other on the semiconductor substrate 40.
b is formed. In addition, the P + type gate region 43 and the N + type gate region 44 are also formed on the base of the contact.
A Ti film 45 electrically continuous to the upper TiSi 2 film 45a
b is formed. Then, the P + type Poly-Si film 6 and the T
P + type gate electrode 46a composed of iSi 2 film 45a
And an N + type gate electrode 46b composed of the N + type Poly-Si film 6 and the TiSi 2 film 45a is obtained.

【0056】その後は、800℃〜900℃程度の熱処
理を行って、TiSi2 膜45aを低抵抗化し、この後
通常の半導体装置の製造方法と同様、層間絶縁膜や配
線、コンタクトホールの形成、電極の形成やシンタリン
グ処理等を行う。以上の工程によって、P+ 型ゲート電
極46aを備えたPMOSFET47と、N+ 型ゲート
電極46bを備えたNMOSFET48とを有するCM
OS49が得られる。
After that, a heat treatment at about 800 ° C. to 900 ° C. is performed to reduce the resistance of the TiSi 2 film 45a, and thereafter, the interlayer insulating film, the wiring, and the contact hole are formed in the same manner as in the usual semiconductor device manufacturing method. The formation of electrodes and the sintering process are performed. Through the above steps, the CM having the PMOSFET 47 having the P + type gate electrode 46a and the NMOSFET 48 having the N + type gate electrode 46b
OS49 is obtained.

【0057】上記した実施形態の方法では、素子分離領
域2の上面が露出する位置までPoly−Si膜6を除去す
ることにより、Poly−Si膜6を自己整合的に、PMO
S形成予定領域3とNMOS形成予定領域4とに分離す
ることができるので、この分離のためのリソグラフィ等
を行う必要がなく、工程数の増加が最小限に抑えられて
工程的に非常に有利となる。
In the method of the above-described embodiment, the Poly-Si film 6 is removed to a position where the upper surface of the element isolation region 2 is exposed, so that the Poly-Si film 6 is self-aligned and the PMO is removed.
Since the S formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4 can be separated, it is not necessary to perform lithography or the like for this separation, and the increase in the number of steps is minimized, which is very advantageous in the process. Becomes

【0058】またPoly−Si膜6を、PMOS形成予定
領域3とNMOS形成予定領域4とに物理的に分離した
後に、熱処理を行ってP+ 型ゲート領域43、N+ 型ゲ
ート領域44にP型不純物、N型不純物を拡散させるた
め、この熱処理の際にこれらの不純物がPoly−Si膜6
中で相互拡散するのを確実に防止することができる。よ
って相互拡散により、N型、P型不純物が互いに補償し
合うのを防止することができることから、所定の導電型
の不純物を高濃度に維持したP+ 型ゲート電極46a、
+ 型ゲート電極46bを形成することができるので、
PMOSFET47、NMOSFET48のしきい値の
変動の小さいCMOS49を製造することができる。
Further, after the Poly-Si film 6 is physically separated into the PMOS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4, the P + type gate region 43 and the N + type gate region 44 are P-typed by heat treatment. -Type impurities and N-type impurities are diffused, so that during the heat treatment, these impurities are not included in the Poly-Si film 6.
It is possible to reliably prevent mutual diffusion in the inside. Therefore, it is possible to prevent the N-type and P-type impurities from compensating each other by the mutual diffusion, so that the P + -type gate electrode 46a in which the impurity of a predetermined conductivity type is maintained at a high concentration,
Since the N + type gate electrode 46b can be formed,
It is possible to manufacture the CMOS 49 in which the threshold fluctuations of the PMOSFET 47 and the NMOSFET 48 are small.

【0059】また、素子分離領域2の上面位置と、PM
OS形成予定領域3、NMOS形成予定領域4の上面位
置との差を利用して、Poly−Si膜6を分離しているの
で、セル面積の増加を最小限に抑えることができる。ま
た、TiSi2 膜45a、Ti膜45bの形成後に、T
iSi2 膜45aを低抵抗化するための熱処理を行う
が、この熱処理はそれほど高温でないこと、P + 型ゲー
ト領域43とN+ 型ゲート領域44との間に形成される
膜が拡散係数の小さいTi膜45bであること、P+
ゲート領域43のPoly−Si膜6とN+型ゲート領域4
4のPoly−Si膜6とが分離状態にあることから、この
熱処理の際の不純物の相互拡散を防止することができ
る。
Further, the upper surface position of the element isolation region 2 and PM
Top surface positions of the OS formation planned region 3 and the NMOS formation planned region 4
The Poly-Si film 6 is separated by utilizing the difference between
Thus, the increase in cell area can be minimized. Ma
Titanium2After forming the film 45a and the Ti film 45b, T
iSi2Heat treatment is performed to reduce the resistance of the film 45a.
However, this heat treatment is not so high, P +Type game
Area 43 and N+Formed between the mold gate region 44
The film is a Ti film 45b having a small diffusion coefficient, P+Type
Poly-Si film 6 and N in the gate region 43+Mold gate region 4
Since the Poly-Si film 6 of 4 is in a separated state,
Can prevent mutual diffusion of impurities during heat treatment
You.

【0060】なお、上記実施形態では、素子分離技術と
してLOCOS分離技術を用いた場合について述べた
が、近年、素子の微細化に伴い検討されている、トレン
チおよび埋め込み技術、CMP等の平坦化技術を組み合
わせたトレンチ素子分離技術を用いてもよく、この技術
によっても素子分離領域の上面位置を素子形成予定領域
の上面位置よりも高く形成することができる。また本発
明における導電部がゲート電極である場合について説明
したが、これに限定されるものではなく配線層であって
もよいのはもちろんである。
In the above embodiment, the case where the LOCOS isolation technique is used as the element isolation technique has been described, but in recent years, trench and burying techniques, flattening techniques such as CMP, which have been studied along with the miniaturization of elements, have been described. It is also possible to use a trench element isolation technique in which the above are combined, and this technique can also form the upper surface position of the element isolation region higher than the upper surface position of the element formation planned region. Although the case where the conductive portion is the gate electrode has been described in the present invention, the present invention is not limited to this and may be a wiring layer.

【0061】さらに上記実施形態では、本発明における
第1導電部領域上、第2導電部領域上およびこれらの領
域の間の半導体基体上に、Ti膜、TiSi2 膜を形成
した場合について説明したが、上記例に限定されず、例
えばCo、W等の高融点金属からなる金属膜や、TiS
2 、CoSi2 等のSiと高融点金属との金属化合物
膜を用いることもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the Ti film and the TiSi 2 film are formed on the first conductive portion region, the second conductive portion region and the semiconductor substrate between these regions has been described in the present invention. However, the present invention is not limited to the above example, and for example, a metal film made of a refractory metal such as Co or W, or TiS.
It is also possible to use a metal compound film of Si and a refractory metal such as i 2 and CoSi 2 .

【0062】例えばWSi2 膜を用いる場合には、半導
体基体40全面にWSi2 膜を形成し、次いでP+ 型ゲ
ート領域43、N+ 型ゲート領域44、これらの領域4
3、44間、後の工程で形成するコンタクトの下地とな
る箇所、および必要に応じてソース/ドレイン領域13
をレジスト膜で覆う。この際、P+ 型ゲート領域43、
+ 型ゲート領域44とソース/ドレイン領域13とが
つながらないようにレジスト膜を形成する。その後、エ
ッチングを行って、レジスト膜で覆っていない部分のW
Si2 膜を除去する。
For example, when the WSi 2 film is used, the WSi 2 film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 40, and then the P + type gate region 43, the N + type gate region 44, and these regions 4 are formed.
3, 44, a portion which will be a base of a contact formed in a later step, and the source / drain region 13 as necessary.
Is covered with a resist film. At this time, the P + type gate region 43,
A resist film is formed so that the N + type gate region 44 and the source / drain region 13 are not connected. After that, etching is performed, and W of the portion not covered with the resist film is etched.
The Si 2 film is removed.

【0063】図7はWSi2 膜を用いてP+ 型ゲート領
域43とN+ 型ゲート領域44とを接続した状態を示す
図であり、(ロ)は平面図、(イ)は(ロ)におけるA
−A線矢視断面図、(ハ)は(ロ)におけるB−B線矢
視断面図である。図7に示すように上記エッチングによ
って、ソース/ドレイン領域13上の半導体基体40上
と、P+ 型ゲート領域43およびN+ 型ゲート領域44
上とにWSi2 膜45cが形成されるとともに、これら
の領域43、44との間の半導体基体40上とに、P+
型ゲート領域43上のWSi2 膜45cおよびN+ 型ゲ
ート領域44のWSi2 膜45cを電気的に接続させる
WSi2 膜45cが形成される。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the P + type gate region 43 and the N + type gate region 44 are connected by using a WSi 2 film, (B) is a plan view, and (B) is (B). At A
-A line arrow sectional view, (c) is a BB line arrow sectional view in (b). As shown in FIG. 7, by the above etching, the P + type gate region 43 and the N + type gate region 44 are formed on the semiconductor substrate 40 on the source / drain regions 13.
A WSi 2 film 45c is formed on the semiconductor substrate 40 between these regions 43 and 44, and P +
WSi 2 film 45c to a WSi 2 film 45c of WSi 2 film 45c and the N + -type gate region 44 of the type gate region 43 is electrically connected is formed.

【0064】なお、この場合もその後、WSi2 膜45
cを低抵抗化するための熱処理を行うため、該熱処理の
際にWSi2 のグレインが成長するが、通常〜700℃
程度の比較的低温処理であることから、この熱処理の際
の不純物の相互拡散を防止することができる。
In this case as well, after that, the WSi 2 film 45 is formed.
Since a heat treatment for reducing the resistance of c is performed, grains of WSi 2 grow during the heat treatment, but the temperature is usually up to 700 ° C.
Since the treatment is performed at a relatively low temperature, the mutual diffusion of impurities during this heat treatment can be prevented.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に係る半導
体装置の製造方法によれば、第1導電部領域と第2導電
部領域との界面部分に、これらの領域を分離する孔を形
成した後に熱処理を行うことから、不純物の相互拡散を
防止でき、第1導電型の不純物、第2導電型の不純物が
補償し合うことを防止できるので、所定の導電型の不純
物を高濃度に維持した第1導電部、第2導電部を得るこ
とができる。また、第1導電部領域と第2導電部領域と
を電気的に連続させてなる導電パターンを形成し、これ
らの領域の界面部分に孔を形成することから、セル面積
の増加を最小限に抑えることができる。さらに第1コン
タクトホールの形成と同時に孔を形成するための第2コ
ンタクトホールを形成でき、かつ第1コンタクトホール
内面を配線材料膜で覆うと同時に孔の内面も配線材料膜
で覆うことにより、第1導電部と第2導電部とを電気的
に連続させることができることから簡易な工程で製造す
ることができる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the first aspect, the hole for separating these regions is formed at the interface between the first conductive portion region and the second conductive portion region. Since the heat treatment is performed after that, it is possible to prevent the mutual diffusion of the impurities and prevent the impurities of the first conductivity type and the impurities of the second conductivity type from compensating each other, so that the impurities of the predetermined conductivity type are maintained at a high concentration. The first conductive portion and the second conductive portion can be obtained. Further, since the conductive pattern is formed by electrically connecting the first conductive portion region and the second conductive portion region and the hole is formed at the interface portion of these regions, the increase of the cell area is minimized. Can be suppressed. Furthermore, the second contact hole for forming the hole can be formed at the same time when the first contact hole is formed, and the inner surface of the first contact hole is covered with the wiring material film, and at the same time, the inner surface of the hole is covered with the wiring material film. Since the first conductive portion and the second conductive portion can be electrically continuous, they can be manufactured by a simple process.

【0066】また、上記方法により得られる請求項2の
発明に係る半導体装置によれば、その製造に際して行う
熱処理時に、第1導電部領域と第2導電部領域とに導入
された不純物の相互拡散を防止できるので、所定の導電
型の不純物を高濃度に維持した第1導電部と第2導電部
とを備え、かつセル面積の増加が最小限に抑えられて製
造されたものとなる。また孔の内面を覆う配線材料膜
が、第1導電部と第2導電部との拡散係数より小さい拡
散係数を有する材料からなるため、後の工程にて高温熱
処理が行われても、その熱処理の際に不純物の相互拡散
を起きにくくできる。
According to the semiconductor device of the second aspect of the present invention obtained by the above method, the mutual diffusion of the impurities introduced into the first conductive portion region and the second conductive portion region during the heat treatment performed during the manufacturing thereof. Since it is possible to prevent the above, the semiconductor device is manufactured by including the first conductive portion and the second conductive portion in which the impurities of the predetermined conductive type are maintained at a high concentration, and suppressing the increase in the cell area to the minimum. Further, since the wiring material film covering the inner surface of the hole is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion, even if the high temperature heat treatment is performed in a later step, the heat treatment is performed. In this case, mutual diffusion of impurities can be suppressed.

【0067】請求項3の発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、第1導電部領域と第2導電部領域との界面
部分に、これらの領域の上層膜を分離する孔を形成し、
その後、熱処理を行うことから、例えば上層膜が下層膜
よりも拡散係数が大きく、したがって拡散速度の速い金
属膜または金属化合物膜からなる場合には、第1導電部
領域と第2導電部領域との不純物の相互拡散を最小限に
抑制することができる。また請求項1の発明と同様に、
セル面積の増加を抑制できかつ半導体装置を簡易に製造
することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the third aspect of the present invention, a hole is formed at the interface between the first conductive portion region and the second conductive portion region to separate the upper layer film of these regions,
After that, since heat treatment is performed, for example, when the upper layer film is made of a metal film or a metal compound film having a larger diffusion coefficient than the lower layer film and therefore a high diffusion rate, the first conductive portion region and the second conductive portion region are Mutual diffusion of impurities can be suppressed to a minimum. Further, similarly to the invention of claim 1,
An increase in cell area can be suppressed and a semiconductor device can be easily manufactured.

【0068】また、上記方法により得られる請求項3の
発明に係る半導体装置によれば、その製造に際して行う
熱処理時に、第1導電部領域の上層膜と第2導電部領域
の上層膜とにおいて不純物の相互拡散を防止できるの
で、例えば上層膜が下層膜よりも拡散速度の速い金属膜
または金属化合物膜からなる場合には、所定の導電型の
不純物を高濃度に維持した第1導電部、第2導電部を得
ることができる。また請求項3の発明と同様、セル面積
の増加を最小限に抑えて製造できるとともに、孔の内面
を覆う配線材料膜により、後の工程にて高温熱処理が行
われても、その熱処理の際に不純物の相互拡散を起きに
くいものとなる。
According to the semiconductor device of the third aspect of the present invention obtained by the above method, impurities are removed from the upper layer film of the first conductive portion region and the upper layer film of the second conductive portion region during the heat treatment for manufacturing the semiconductor device. Therefore, when the upper layer film is composed of a metal film or a metal compound film having a faster diffusion rate than the lower layer film, for example, the first conductive portion and the first conductive portion which maintain a high concentration of impurities of a predetermined conductivity type, Two conductive parts can be obtained. Further, similarly to the invention of claim 3, the manufacturing can be performed with the increase of the cell area being suppressed to a minimum, and even if a high temperature heat treatment is performed in a later step by the wiring material film covering the inner surface of the hole, the heat treatment is performed. In addition, mutual diffusion of impurities is unlikely to occur.

【0069】請求項5の発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、素子分離領域の上面が露出する位置まで導
電部材料膜を除去することから、導電部材料膜が自己整
合的に、第1の半導体素子の形成予定領域と第2の半導
体素子の形成予定領域とに分離できるので、工程数の増
加が最小限に抑えることができる。また導電部材料膜
を、第1の半導体素子の形成予定領域と第2の半導体素
子の形成予定領域とに分離した後に、熱処理を行うこと
から、この熱処理の際に第1導電部領域、第2導電部領
域に導入された不純物が相互拡散することを防止できる
ので、所定の導電型の不純物を高濃度に維持した第1導
電部、第2導電部を得ることができる。したがって、本
発明によれば、例えば半導体装置がCMOSの場合に
は、異なる導電型の不純物を高濃度に維持した、しきい
値変動の小さい微細なデュアルゲート構造のCMOSを
形成することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the fifth aspect, the conductive material film is removed to the position where the upper surface of the element isolation region is exposed. Since the first semiconductor element formation-scheduled region and the second semiconductor element formation-scheduled region can be separated, an increase in the number of steps can be minimized. Moreover, since the heat treatment is performed after the conductive portion material film is separated into the first semiconductor element formation planned region and the second semiconductor element formation planned region, during the heat treatment, the first conductive portion region Since the impurities introduced into the second conductive portion region can be prevented from mutually diffusing, it is possible to obtain the first conductive portion and the second conductive portion in which the impurities of a predetermined conductive type are maintained at a high concentration. Therefore, according to the present invention, for example, when the semiconductor device is a CMOS, it is possible to form a CMOS having a fine dual gate structure in which impurities of different conductivity types are maintained at a high concentration and the threshold fluctuation is small.

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

【図1】(a)〜(c)は、請求項1の発明に係る半導
体装置の製造方法の一実施形態を工程順に説明するため
の要部側断面図(その1)である。
1A to 1C are side cross-sectional views (No. 1) of a main part for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 1 in the order of steps.

【図2】(d)〜(g)は、請求項1の発明に係る半導
体装置の製造方法の一実施形態を工程順に説明するため
の要部側断面図(その2)である。
2 (d) to (g) are side cross-sectional views (No. 2) for explaining an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 1 in order of steps.

【図3】請求項2記載の発明に係る半導体装置の一実施
形態を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor device according to the invention of claim 2;

【図4】(e)〜(g)は、請求項3の発明に係る半導
体装置の製造方法の一実施形態を工程順に説明するため
の要部側断面図である。
4 (e) to (g) are side cross-sectional views for explaining an embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 3 in order of steps.

【図5】(a)〜(d)は、請求項5の発明に係る半導
体装置の製造方法の一実施形態を工程順に説明する図
(その1)であり、(ロ)は平面図、(イ)は(ロ)に
おけるA−A線矢視断面図、(ハ)は(ロ)におけるB
−B線矢視断面図である。
5 (a) to 5 (d) are views (No. 1) for explaining one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the invention of claim 5 in the order of steps, in which (b) is a plan view; (A) is a sectional view taken along the line A-A in (b), and (c) is a B in (b).
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B.

【図6】(e)は、請求項5の発明に係る半導体装置の
製造方法の一実施形態を工程順に説明する図(その2)
であり、(ロ)は平面図、(イ)は(ロ)におけるA−
A線矢視断面図、(ハ)は(ロ)におけるB−B線矢視
断面図である。
FIG. 6E is a view for explaining the embodiment of the method for manufacturing the semiconductor device according to the invention of claim 5 in the order of steps (No. 2);
Where (b) is a plan view, and (b) is A- in (b).
A sectional view taken along the line A, and (c) is a sectional view taken along the line BB in (b).

【図7】金属膜または金属化合物膜の他の形成例を説明
する図であり、(ロ)は平面図、(イ)は(ロ)におけ
るA−A線矢視断面図、(ハ)は(ロ)におけるB−B
線矢視断面図である。
7A and 7B are diagrams illustrating another example of forming a metal film or a metal compound film, in which (B) is a plan view, (A) is a cross-sectional view taken along the line AA in (B), and (C) is. BB in (b)
FIG.

【図8】従来の半導体装置の一例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 素子分離領域 3 PMOS
形成予定領域 4 NMOS形成予定領域 6 Poly−S
i膜 7、45c WSi2 膜 10、43
+ 型ゲート領域 11、44 N+ 型ゲート領域 12 ゲート
電極のパターン 14 層間絶縁膜 15 第1コ
ンタクトホール 16 第2コンタクトホール 19 界面部
分 20 レジスト膜 21、31
孔 22a、46a P+ 型ゲート電極 22b、46
b N+ 型ゲート電極 23 配線材料膜 28、47
PMOSFET 29、48 NMOSFET 30、33、
49 CMOS 40、100 半導体基体 45a Ti
Si2 膜 45b Ti膜
2 element isolation region 3 PMOS
Area to be formed 4 Area to be formed NMOS 6 Poly-S
i film 7,45c WSi 2 film 10,43
P + type gate region 11, 44 N + type gate region 12 Gate electrode pattern 14 Interlayer insulating film 15 First contact hole 16 Second contact hole 19 Interface portion 20 Resist film 21, 31
Holes 22a, 46a P + type gate electrodes 22b, 46
b N + type gate electrode 23 wiring material film 28, 47
PMOSFET 29, 48 NMOSFET 30, 33,
49 CMOS 40, 100 Semiconductor substrate 45a Ti
Si 2 film 45b Ti film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基体に、第1導電型の第1導電部
を備えた第1の半導体素子と、第2導電型の第2導電部
を備えた第2の半導体素子とを前記第1および第2導電
部を電気的に連続させた状態で形成するとともに、該第
1および第2導電部を覆うようにして前記半導体基体上
に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜に、前記電気的に
連続させた第1および第2導電部に到達する第1コンタ
クトホールを形成してなる半導体装置を製造する方法で
あって、 前記第1の半導体素子の形成予定領域に、前記第1導電
型の不純物を導入して第1導電部領域を形成し、かつ前
記第2の半導体素子の形成予定領域に、前記第2導電型
の不純物を導入して第2導電部領域を形成することによ
り、これら第1導電部領域と第2導電部領域とを電気的
に連続させてなる導電パターンを備えた前記半導体基体
を用意し、 前記導電パターンを覆うようにして前記半導体基体上に
前記層間絶縁膜を形成し、 該層間絶縁膜に、前記導電パターンに到達する前記第1
コンタクトホールを形成すると同時に、前記第1導電部
領域と前記第2導電部領域との界面部分の直上位置に第
2コンタクトホールを形成し、 前記第1コンタクトホールを覆い、かつ前記第2コンタ
クトホールを露出させて前記層間絶縁膜上にレジスト膜
を形成し、 エッチングによって前記第2コンタクトホール直下位置
に前記第1導電部領域と前記第2導電部領域とを分離す
る孔を形成し、 熱処理によって、前記第1導電部領域に前記第1導電型
の不純物を拡散させて前記第1導電部を得るとともに、
前記第2導電部領域に前記第2導電型の不純物を拡散さ
せて前記第2導電部を得、 前記第1コンタクトホールの内面と前記孔の内面とをそ
れぞれ配線材料膜で覆い、前記第1導電部と第2導電部
とを電気的に連続させることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
1. A first semiconductor element having a first conductive portion of a first conductive type and a second semiconductor element having a second conductive portion of a second conductive type are provided on a semiconductor substrate. And the second conductive portion are formed in an electrically continuous state, and an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the first and second conductive portions. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming first contact holes reaching electrically continuous first and second conductive portions, wherein the first semiconductor element is formed in a region where the first semiconductor element is to be formed. Introducing a conductivity type impurity to form a first conductive part region, and introducing a second conductive type impurity to a region where the second semiconductor element is to be formed to form a second conductive part region. To electrically connect the first conductive portion region and the second conductive portion region. Said semiconductor substrate having a conductive pattern made of Te prepared, so as to cover the conductive pattern forming said interlayer insulating film on the semiconductor substrate, the interlayer insulating film, the first to reach the conductive pattern
At the same time as forming the contact hole, a second contact hole is formed immediately above the interface between the first conductive portion region and the second conductive portion region, covers the first contact hole, and also the second contact hole. To expose a resist film on the interlayer insulating film, and a hole for separating the first conductive portion region and the second conductive portion region is formed immediately below the second contact hole by etching. While diffusing the impurity of the first conductivity type into the first conductive part region to obtain the first conductive part,
The second conductive portion is obtained by diffusing the second conductive type impurity into the second conductive portion region, and the inner surface of the first contact hole and the inner surface of the hole are covered with a wiring material film, respectively. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising electrically connecting a conductive portion and a second conductive portion.
【請求項2】 第1導電型の第1導電部を備えた第1の
半導体素子と、第2導電型の第2導電部を備えかつ該第
2導電部が前記第1導電部と同一の導電材料で形成され
てなる第2の半導体素子とを有し、前記第1導電部と前
記第2導電部とが電気的に連続してなる半導体装置にお
いて、 前記第1導電部と第2導電部との間には、該第1導電部
と第2導電部とを分離する状態で孔が形成されていると
ともに、該孔の内面を覆うようにして配線材料膜が形成
されてなり、 該配線材料膜は、前記第1導電部と第2導電部との拡散
係数よりも小さい拡散係数を有する材料からなることを
特徴とする半導体装置。
2. A first semiconductor element having a first conductive type first conductive portion and a second conductive type second conductive portion, wherein the second conductive portion is the same as the first conductive portion. A semiconductor device having a second semiconductor element formed of a conductive material, wherein the first conductive portion and the second conductive portion are electrically continuous, the first conductive portion and the second conductive portion A hole is formed between the portion and the first conductive portion and the second conductive portion in a separated state, and a wiring material film is formed so as to cover the inner surface of the hole. The semiconductor device, wherein the wiring material film is made of a material having a diffusion coefficient smaller than that of the first conductive portion and the second conductive portion.
【請求項3】 半導体基体に、第1導電型の第1導電部
を備えた第1の半導体素子と、第2導電型の第2導電部
を備えた第2の半導体素子とを前記第1および第2導電
部を電気的に連続させた状態で形成するとともに、該第
1および第2導電部を覆うようにして前記半導体基体上
に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜に、前記電気的に
連続させた第1導電部と前記第2導電部とに到達する第
1コンタクトホールを形成してなる半導体装置を製造す
る方法であって、 前記第1の半導体素子の形成予定領域に、前記第1導電
型の不純物を導入してなる下層膜と、金属または金属化
合物からなるとともに前記下層膜上に配設された上層膜
とから構成された第1導電部領域を形成し、かつ前記第
2の半導体素子の形成予定領域に、前記第2導電型の不
純物を導入してなる下層膜と、金属または金属化合物か
らなるとともに前記下層膜上に配設された上層膜とから
構成された第2導電部領域を形成することにより、これ
ら第1導電部領域と第2導電部領域とが電気的に連続さ
せてなる導電パターンを備えた前記半導体基体を用意
し、 前記導電パターンを覆うようにして前記半導体基体上に
前記層間絶縁膜を形成し、 該層間絶縁膜に、前記導電パターンに到達する前記第1
コンタクトホールを形成すると同時に、前記第1導電部
領域と前記第2導電部領域との界面部分の直上位置に第
2コンタクトホールを形成し、 エッチングによって前記第2コンタクトホール直下位置
に前記第1導電部領域の上層膜と前記第2導電部領域の
上層膜とを分離する孔を形成し、 熱処理によって、前記第1導電部領域に前記第1導電型
の不純物を拡散させて前記第1導電部を得るとともに、
前記第2導電部領域に前記第2導電型の不純物を拡散さ
せて前記第2導電部を得、 前記第1コンタクトホールの内面と前記孔の内面とをそ
れぞれ配線材料膜で覆い、前記第1導電部の上層膜と前
記第2導電部の上層膜とを電気的に連続させることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
3. A semiconductor substrate having a first semiconductor element having a first conductive type first conductive portion and a second semiconductor element having a second conductive type second conductive portion. And the second conductive portion are formed in an electrically continuous state, and an interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the first and second conductive portions. A method of manufacturing a semiconductor device comprising forming a first contact hole reaching an electrically continuous first conductive portion and a second conductive portion, the method comprising: Forming a first conductive portion region composed of a lower layer film into which an impurity of the first conductivity type is introduced, and an upper layer film made of a metal or a metal compound and disposed on the lower layer film, and In the region where the second semiconductor element is to be formed, the second conductivity type These first conductive portion regions are formed by forming a second conductive portion region composed of a lower layer film into which a substance is introduced and an upper layer film made of a metal or a metal compound and disposed on the lower layer film. And the second conductive portion region are electrically connected to each other to prepare the semiconductor substrate, and the interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate so as to cover the conductive pattern. A first insulating layer that reaches the conductive pattern;
At the same time when the contact hole is formed, a second contact hole is formed immediately above the interface between the first conductive portion region and the second conductive portion region, and the first conductive portion is formed immediately below the second contact hole by etching. A hole for separating the upper layer film of the partial region and the upper layer film of the second conductive portion region is formed, and the first conductive type impurity is diffused into the first conductive portion region by heat treatment to thereby diffuse the first conductive type impurity. With
The second conductive portion is obtained by diffusing the second conductive type impurity into the second conductive portion region, and the inner surface of the first contact hole and the inner surface of the hole are covered with a wiring material film, respectively. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising electrically connecting an upper layer film of a conductive portion and an upper layer film of the second conductive portion.
【請求項4】 第1導電型の第1導電部を備えた第1の
半導体素子と、第2導電型の第2導電部を備えた第2の
半導体素子とを有し、前記第1導電部と第2導電部とが
電気的に連続してなり、 前記第1導電部が、前記第1導電型の下層膜と、金属ま
たは金属化合物からなるとともに前記下層膜上に配設さ
れた上層膜とから構成され、 前記第2導電部が、前記第1導電部の下層膜と同一の導
電材料で形成されてなる前記第2導電型の下層膜と、金
属または金属化合物からなるとともに前記下層膜上に配
設された上層膜とから構成されてなる半導体装置におい
て、 前記第1導電部と第2導電部との間には、前記第1導電
部の上層膜と前記第2導電部の上層膜とを分離する状態
で孔が形成されているとともに、該孔の内面を覆うよう
にして配線材料膜が形成されてなり、 該配線材料膜は、前記第1導電部と第2導電部との拡散
係数よりも小さい拡散係数を有する材料からなることを
特徴とする半導体装置。
4. A first semiconductor element having a first conductive portion of a first conductivity type, and a second semiconductor element having a second conductive portion of a second conductivity type, wherein the first conductive element has the first conductive element. Section and the second conductive section are electrically continuous, the first conductive section is an upper layer formed of the first conductive type lower layer film and a metal or a metal compound, and disposed on the lower layer film. And a second conductive type lower layer film in which the second conductive portion is formed of the same conductive material as that of the lower layer film of the first conductive portion, and a lower layer formed of a metal or a metal compound. In a semiconductor device including an upper layer film disposed on a film, an upper layer film of the first conductive unit and a second conductive unit are provided between the first conductive unit and the second conductive unit. A hole is formed so as to be separated from the upper layer film, and a wiring material is formed so as to cover the inner surface of the hole. A semiconductor device, wherein a film is formed, and the wiring material film is made of a material having a diffusion coefficient smaller than a diffusion coefficient of the first conductive portion and the second conductive portion.
【請求項5】 素子分離領域と、該素子分離領域に囲ま
れた複数の素子形成予定領域とからなりかつ前記素子分
離領域の上面位置が前記素子形成予定領域の上面位置よ
りも高い半導体基体を形成するとともに、前記素子形成
領域に第1導電型の第1導電部を備えた第1の半導体素
子を形成し、かつ該第1の半導体素子とは異なる前記素
子形成領域に第2導電型の第2導電部を備えた第2の半
導体素子を形成し、前記第1および第2導電部を電気的
に連続させる半導体装置の製造方法であって、 前記半導体基体の全面に導電部材料膜を形成し、次いで
前記素子分離領域の上面が露出する位置まで前記導電部
材料膜を除去する工程と、 前記第1の半導体素子の形成予定領域の前記導電部材料
膜に前記第1導電型の不純物を導入して第1導電部領域
を形成するとともに、前記第2の半導体素子の形成予定
領域に前記第2導電型の不純物を導入して第2導電部領
域を形成する工程と、 熱処理によって、前記第1導電部領域に前記第1導電型
の不純物を拡散させるとともに、前記第2導電部領域に
前記第2導電型の不純物を拡散させる工程と、 前記第1導電部領域上と、前記第2導電部領域上と、こ
れら第1導電部領域と第2導電部領域との間の前記半導
体基体上とに、該第1導電部領域と第2導電部領域とを
電気的に連続させる状態で金属膜または金属化合物膜を
形成し、前記第1導電部と前記第2導電部とを得る工程
とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
5. A semiconductor substrate comprising an element isolation region and a plurality of element formation planned regions surrounded by the element isolation region, and an upper surface position of the element isolation region being higher than an upper surface position of the element formation planned region. Forming and forming a first semiconductor element having a first conductive type first conductive portion in the element forming area, and forming a second conductive type in an element forming area different from the first semiconductor element. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a second semiconductor element having a second conductive portion and electrically connecting the first and second conductive portions, wherein a conductive portion material film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate. Forming, and then removing the conductive part material film to a position where the upper surface of the element isolation region is exposed; and impurities of the first conductivity type in the conductive part material film in the region where the first semiconductor element is to be formed. To introduce the first conductive region Forming and forming a second conductive portion region by introducing the second conductive type impurity into a formation planned region of the second semiconductor element; and heat treating the first conductive portion region to the first conductive portion region. Diffusing conductivity type impurities and diffusing the second conductivity type impurities in the second conductive portion region; on the first conductive portion region; on the second conductive portion region; A metal film or a metal compound film is formed on the semiconductor substrate between the conductive part region and the second conductive part region in a state where the first conductive part region and the second conductive part region are electrically continuous. And a step of obtaining the first conductive portion and the second conductive portion.
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