【手続補正書】
【提出日】平成15年12月1日(2003.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ＭＩＳトランジスタ及びその製造方法


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と、
前記シリコン基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を挟んで前記シリコン基板に形成されたＬＤＤ領域及びソース／ドレイン領域と、
前記ゲート電極側面に隣接し前記ＬＤＤ領域上に接して形成された窒化酸化シリコン層と前記窒化酸化シリコン層上に形成された窒化シリコン層とを有するサイドウォールと、
前記サイドウォールに隣接し前記ソース／ドレイン領域表面にシリサイド反応時にシリコンに対し拡散種となる金属を含むシリサイド膜と
を備えるＭＩＳトランジスタ。
【請求項２】
前記シリコン基板表面から前記窒化酸化シリコン層に窒素原子が分布し、前記窒素原子の濃度ピークが前記シリコン基板と前記窒化酸化シリコン層との界面にある請求項１記載のＭＩＳトランジスタ。
【請求項３】
前記金属は、コバルトもしくはニッケルである、請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載のＭＩＳトランジスタ。
【請求項４】
前記ソース／ドレイン領域に窒素原子を含む請求項１から３のいずれか一つに記載のＭＩＳトランジスタ。
【請求項５】
前記ゲート電極に窒素原子を含む請求項１から４のいずれか一つに記載のＭＩＳトランジスタ。
【請求項６】
（ａ）シリコン基板上にＭＩＳトランジスタのゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する工程と、
（ｂ）前記シリコン基板表面への窒素注入とＬＤＤ領域を形成する工程と、
（ｃ）前記ＬＤＤ領域上に該ＬＤＤ領域に接するようにシリコン酸化膜とその上に窒化シリコン層を有するサイドウォールを形成する工程と、
（ｄ）ソース／ドレイン領域に不純物を添加する工程と、
（ｅ）前記シリコン基板の表面にシリサイド反応時にシリコンに対し拡散種となる金属を堆積する工程と、
（ｆ）シリサイド反応により前記サイドウォールの外側の前記シリコン基板にシリサイド膜を形成する工程と
を備える、ＭＩＳトランジスタの製造方法。
【請求項７】
（ｇ）前記注入された窒素によって前記シリコン酸化膜を窒化する工程
を更に備える、請求項６記載のＭＩＳトランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｇ）は、前記工程（ｄ）と前記工程（ｅ）との間で実行される、請求項７記載のＭＩＳトランジスタの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来からある、高融点シリサイド膜を形成する一般的なサリサイド（Self Alined Silicide）プロセスについて図１０〜図１３を用いて説明する。
シリコン基板１にウェル１ａ、分離酸化膜２、およびしきい値電圧制御用の不純物層３を形成する。その後、例えば、６．５ｎｍの厚みの酸化膜をシリコン基板１上に形成して、その酸化膜上にゲート電極となる多結晶シリコンを２００ｎｍの厚みに堆積する。写真製版工程によってパターニングを行った後、多結晶シリコンを異方性エッチングしてゲート電極５を形成する。
次に、イクステンション（extension）とも呼ばれるＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域６を形成した後、ＣＶＤ（化学蒸着）法により、酸化膜を堆積する。リアクティブイオンエッチング法を用いて、この酸化膜をエッチバックし、側壁酸化膜７を形成する。
続いて、高濃度イオン注入により、高濃度ソース／ドレイン領域８を形成した後、熱処理を施して、活性化を行なう。図１０は、活性化が終了した後の状態を示す断面図である。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるＭＩＳトランジスタは、シリコン基板と、前記シリコン基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を挟んで前記シリコン基板に形成されたＬＤＤ領域及びソース／ドレイン領域と、前記ゲート電極側面に隣接し前記ＬＤＤ領域上に接して形成された窒化酸化シリコン層と前記窒化酸化シリコン層上に形成された窒化シリコン層とを有するサイドウォールと、前記サイドウォールに隣接し前記ソース／ドレイン領域表面にシリサイド反応時にシリコンに対し拡散種となる金属を含むシリサイド膜とを備える。望ましくは、前記シリコン基板表面から前記窒化酸化シリコン層に窒素原子が分布し、前記窒素原子の濃度ピークが前記シリコン基板と前記窒化酸化シリコン層との界面にある。望ましくは、前記金属は、コバルトもしくはニッケルである。望ましくは、前記ソース／ドレイン領域に窒素原子を含む。望ましくは、前記ゲート電極に窒素原子を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明にかかるＭＩＳトランジスタの製造方法は、（ａ）シリコン基板上にＭＩＳトランジスタのゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する工程と、（ｂ）前記シリコン基板表面への窒素注入とＬＤＤ領域を形成する工程と、（ｃ）前記ＬＤＤ領域上に該ＬＤＤ領域に接するようにシリコン酸化膜とその上に窒化シリコン層を有するサイドウォールを形成する工程と、（ｄ）ソース／ドレイン領域に不純物を添加する工程と、（ｅ）前記シリコン基板の表面にシリサイド反応時にシリコンに対し拡散種となる金属を堆積する工程と、（ｆ）シリサイド反応により前記サイドウォールの外側の前記シリコン基板にシリサイド膜を形成する工程とを備える。望ましくは（ｇ）前記注入された窒素によって前記シリコン酸化膜を窒化する工程を更に備える。更に望ましくは、前記工程（ｇ）は、前記工程（ｄ）と前記工程（ｅ）との間で実行される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に、サリサイドプロセスを用いて、ゲート電極５の上に、およびソース／ドレイン領域８上にシリサイド膜が形成される。このサリサイドプロセスにおいて、まず、コバルトＣｏをスパッタ法により堆積する（図５参照）。このミキシングによってシリコン基板１とシリサイド膜１０との界面が平坦化される。ここでは、２段階のＲＴＡを用いて、シリサイド反応を進め、図６にあるように、コバルトのシリサイド膜１０を形成する。その後の未反応の金属膜９を除去したときのシリコン基板１の断面が図７に示されている。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ここで形成されたサイドウォール１５は、最終的には、バッファ層１３が窒化酸化シリコンで形成されている。このＭＩＳＦＥＴは、２層構造サイドウォール１５によって、コバルトのシリサイド膜１０がサイドウォール１５の下に潜り込むことを防いでいる。サイドウォール１５を構成している窒化酸化シリコンからなるバッファ層１３と窒化シリコン層１４は、窒化シリコン層１４の機械的応力（メカニカルストレス）により、コバルトシリサイドＣｏＳｉ2のサイドウォール１５の下での横方向拡散を抑制していると考えている。このようにサイドウォール１５の下での横方向の拡散を抑制することで、コバルトシリサイドＣｏＳｉ2を用いたサリサイド化トランジスタにおける、ゲート耐圧の劣化、ゲート酸化膜信頼性の低下、およびゲート電極とソース／ドレイン電極との電気的短絡等を抑制することができるのである。図８および図９は、それぞれ従来およびこの発明のＭＩＳトランジスタにおける、ゲートブレークダウン電圧とブレークダウンが起こる頻度との関係を示すグラフである。ここでは、ゲートとソース／ドレインの短絡の頻度を評価しやすいようにゲート端長の長い、２１６ｍｍのトランジスタを測定している。これらのグラフにおいて、正のゲートブレークダウン電圧によってブレークダウンを起こすのはＰチャネルトランジスタであり、負のゲートブレークダウン電圧によってブレークダウンを起こすのはＮチャネルトランジスタの場合である。図８に比べて図９の方が絶対値が大きいゲートブレークダウン電圧でブレークダウンする素子が多いことを示しているから、ゲート絶縁膜４の下にシリサイド膜１０が入り込む距離が従来のシリサイド膜１０に比べて短くなったことによってゲート耐圧の安定性が増したことが、これらのグラフを比較することによって分かる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかるＭＩＳトランジスタによれば、本発明にかかるＭＩＳトランジスタの製造方法を用いて製造することができる。またサイドウォールのバッファ層に窒化酸化シリコン層を用いることにより高いホットエレクトロン耐性を得る点で有利である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明にかかるＭＩＳトランジスタの製造方法によれば、サイドウォールの窒化シリコン層によりシリサイド形成時の拡散種となっている金属の横方向拡散を抑制することで、サリサイド化トランジスタにおける、ゲート耐圧の劣化、ゲート酸化膜信頼性の低下、およびゲート電極とソース／ドレイン電極との電気的短絡等を抑制することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】