[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。更特别地，本发明涉及一种包括具有硅化物层的晶体管的半导体器件及其制造方法。

背景技术

在包括MOS晶体管等的半导体器件中，对于获得高耐热特性和低电阻的布线使用由难熔金属硅化物制成的硅化物层。作为形成这种硅化物层的技术，存在一种自对准硅化物技术，其中通过硅材料与形成在硅衬底中的扩散层，由多晶硅制成的栅电极，与诸如钛(Ti)和钴(Co)的难熔金属形成难熔金属硅化物(下文称作硅化物)，并且通过蚀刻处理选择性地除去未反应的难熔金属而以自对准的方式保留下硅化物层。

例如，在专利文献1中所提出的是一种半导体器件，其包括形成在同一衬底上的、具有由硅化物技术形成的硅化物层的MOS晶体管(下文称作硅化物晶体管)以及不具有硅化物层的MOS晶体管(下文称作非硅化物晶体管)。当采用该自对准硅化物技术来制造这种半导体器件时，硅化物晶体管和非硅化物晶体管可以同时形成在半导体衬底上。在具有硅化物晶体管的半导体器件中，如果以突然的方式将噪声等引起的高电压从外部施加到晶体管，则可能容易损坏晶体管，因为其中形成了硅化物层，产生了泄露电流。因此，近年来，如专利文献1中所公开的，在同一衬底上具有硅化物晶体管和非硅化物晶体管的半导体器件已经被广泛地使用。

图7是示出在同一衬底上具有硅化物晶体管和非硅化物晶体管的半导体器件的结构的剖面图的示图。在图7中，在半导体衬底101上，形成了硅化物MOS晶体管TrA和非硅化物MOS晶体管TrB。在硅化物MOS晶体管TrA中，在用作源极扩散层和漏极扩散层的扩散层的表面上以及栅电极102的表面上形成硅化物层108。MOS晶体管TrB的表面被CVD氧化物膜111覆盖，由此防止硅化物层的形成。当通过采用其中执行图8中所示的各个工艺的方法来制造具有上述结构的半导体器件时，可以在半导体衬底101上同时形成硅化物MOS晶体管TrA和非硅化物MOS晶体管TrB。下面，通过将包括硅化物层的区域称作硅化物区A并且将不包括硅化物层的区域称作非硅化物区B来进行说明。

图8是示出在制造图7所示的半导体器件的工艺中该衬底和其上的一部分的剖面图的示图。为了获得在加工状态中的半导体器件，如图8A所示，首先在半导体衬底101的主表面上淀积用于形成硅化物MOS晶体管TrA和非硅化物MOS晶体管TrB的栅极氧化物膜103和多晶硅膜。接着，通过图案化形成栅极氧化物膜103和该多晶硅膜，在栅极氧化物膜103上形成栅电极102。使用所得到的栅电极102作为掩膜，在半导体衬底101的主表面上引入N型杂质，以便不将高电场施加到栅电极102下面的沟道区。因此，形成了用作源极扩散层和漏极扩散层的N型(下文写作N^-型)扩散层，其杂质浓度低。下文中，该N^-型扩散层被称作LDD层104。

图8B是示出其中在用于形成硅化物MOS晶体管TrA和非硅化物MOS晶体管TrB中的每一个的栅电极102的侧面壁(lateral wall)上形成侧壁105的状态的示图。在以下步骤中形成侧壁105。首先，在图8A示出的状态下在半导体衬底101的整个表面上淀积CVD氧化物膜(未示出)。接着，通过反应离子蚀刻回刻该CVD氧化物膜，直到暴露出半导体衬底101的表面。由此，以自对准的方式在栅电极102的侧面壁上形成侧壁105。

图8C是示出其中在用于形成硅化物MOS晶体管TrA和非硅化物MOS晶体管TrB的LDD层104的内部形成杂质浓度高于LDD层104的杂质浓度的N型(下文写作N⁺型)高浓度杂质扩散层106的状态的示图。通过采用其中利用侧壁105的自对准方法、通过在LDD层104中的高浓度离子注入来形成该高浓度杂质扩散层106。

图8D是示出其中在半导体衬底101的主表面上形成CVD氧化物膜111的状态的示图。通过采用CVD方法，形成该CVD氧化物膜111，以便覆盖半导体衬底101的整个表面。如下面所述，该CVD氧化物膜111被用于选择性地形成硅化物区A和非硅化物区B。

图8E是示出其中CVD氧化物膜111被选择性蚀刻处理的状态的示图。为了获得这种状态下的CVD氧化物膜111，仅仅对覆盖硅化物区A的CVD氧化物膜111进行利用氢氟酸(HF)等的湿法蚀刻处理。由此，仅仅覆盖硅化物区A的CVD氧化物膜111被选择性地除去，并且覆盖非硅化物区B的CVD氧化物膜111保留作为用于非硅化物区B的掩膜。通过该湿法蚀刻处理，硅化物MOS晶体管TrA的侧壁105的膜厚减少了过蚀刻的膜厚。