JP4381373B2 - Method for manufacturing field effect transistor - Google Patents
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Description
本発明は、大規模集積化半導体装置、特にシリサイド化されたソース,ドレインを有し、素子底部に絶縁膜を備えた高速微細電界効果型トランジスタの製造方法に関する。 The present invention, large-scale integration semiconductor device, in particular silicided source, a drain, a method of manufacturing a high-speed micro-field-effect transistor capacitor having a dielectric film on the element bottom.
高速高機能半導体装置の実現のため、これに用いられる個々の半導体素子の微細化及びその大規模集積化に対する要求は時を追って増大している。特に、半導体素子の主要な構成要素である電界効果型トランジスタ(MOSFET)の微細化が重要となっている。 In order to realize a high-speed and high-performance semiconductor device, demands for miniaturization of individual semiconductor elements used in the semiconductor device and large-scale integration thereof are increasing over time. In particular, miniaturization of a field effect transistor (MOSFET) which is a main component of a semiconductor element is important.
MOSFETでは、微細化によりチャネル長が短くなるとしきい値電圧が下降する、いわゆる短チャネル効果が生じる。短チャネル効果の影響を回避するためにソース,ドレイン領域のpn接合を浅くすると、ソース,ドレイン領域の抵抗が増大し、素子を伝わる信号の高速伝達を阻害する。また、基板上に酸化膜のような絶縁体を設け、この上部に形成した薄い単結晶半導体層(SOI:Silicon On Insulator)に半導体素子を加工形成し、この薄いシリコン層膜厚で浅いソース,ドレイン接合位置を規定することで、短チャネル効果を抑制することもできる(FD型SOI−MOSFET:Fully-Depleted SOI MOSFET)。しかし、この場合も極めて薄いシリコン層のみでソース,ドレイン領域を形成することになるので、この部分の電気的抵抗が増大し、やはり素子を伝わる信号の高速伝達を阻害することに変わりはない。 In the MOSFET, a so-called short channel effect occurs in which the threshold voltage decreases when the channel length is shortened by miniaturization. If the pn junctions of the source and drain regions are shallowed to avoid the influence of the short channel effect, the resistance of the source and drain regions increases, thereby hindering high-speed transmission of signals transmitted through the element. In addition, an insulator such as an oxide film is provided on the substrate, and a semiconductor element is processed and formed in a thin single crystal semiconductor layer (SOI: Silicon On Insulator) formed on the substrate. By defining the drain junction position, the short channel effect can be suppressed (FD-type SOI-MOSFET: Fully-Depleted SOI MOSFET). However, in this case as well, since the source and drain regions are formed with only a very thin silicon layer, the electrical resistance of this portion increases, and the high-speed transmission of the signal transmitted through the element remains unchanged.
ソース,ドレイン領域の低抵抗化を図るために、ソース,ドレイン領域の上部をCoなどの金属と化合(シリサイド化)させる方法がある。しかし、シリサイドを形成した場合、金属原子がソース,ドレイン領域を形成するシリコン中を急速に拡散し、浅い接合を形成した場合に接合部分にまで到達してしまうため、接合のリークをもたらす。SOI−MOSFETの場合でいえば、金属原子がソース,ドレイン領域とチャネル領域との接合を破壊することになるので、素子の正常な動作が損なわれてしまう。 In order to reduce the resistance of the source and drain regions, there is a method in which the upper portions of the source and drain regions are combined (silicided) with a metal such as Co. However, when silicide is formed, metal atoms diffuse rapidly in silicon forming the source and drain regions, and reach a junction when a shallow junction is formed, resulting in junction leakage. In the case of SOI-MOSFET, the metal atoms destroy the junctions of the source / drain regions and the channel region, so that the normal operation of the device is impaired.
この金属原子の拡散は極めて高速で、Coの場合、シリサイド化を行うために800℃,30secの急速熱処理を行っただけで150nmの深さにまで達してしまうほどである。図2に、接合深さを変えたn+/p接合上に、Coシリサイドを35nm形成したときの接合リークの値を、シリサイドを施さなかった接合の参照データと共に示す。シリサイド膜よりずっと深い、接合深さ150nm付近で、既に接合リークが発生していることが分かる。これは、Co原子が基板中に拡散した結果である。 The diffusion of this metal atom is extremely fast, and in the case of Co, it reaches a depth of 150 nm only by performing rapid heat treatment at 800 ° C. for 30 seconds for silicidation. FIG. 2 shows the value of junction leakage when Co silicide is formed to a thickness of 35 nm on an n + / p junction having a different junction depth, together with reference data of the junction not subjected to silicide. It can be seen that junction leakage has already occurred around a junction depth of 150 nm, which is much deeper than the silicide film. This is a result of Co atoms diffusing into the substrate.
このように、金属原子の高速な拡散は、金属とシリコンが接した面では不可避的に進行する。シリコン領域内を素速く移動する金属原子により、シリコン禁止帯中にリークの生成を媒介する準位が形成される。当然ソース,ドレイン接合部分に準位が形成されれば、ここにリーク電流が発生してしまう。ソース,ドレイン接合を通じて電流が漏れ出すと、素子の動作が損なわれたり、DRAMなどの記憶素子では、書き込まれた情報が失われてしまい、半導体装置の本来の機能が喪失する。論理回路の形成に際しても、待機電力の上昇など、半導体装置に要求される仕様を満たせなくなってしまう。 Thus, high-speed diffusion of metal atoms inevitably proceeds on the surface where the metal and silicon are in contact. Metal atoms that move rapidly in the silicon region form levels that mediate the generation of leaks in the silicon forbidden band. Naturally, if a level is formed at the source / drain junction, a leakage current is generated here. When a current leaks through the source / drain junction, the operation of the element is impaired, or in a storage element such as a DRAM, written information is lost, and the original function of the semiconductor device is lost. Even when a logic circuit is formed, specifications required for a semiconductor device such as an increase in standby power cannot be satisfied.
このような問題に対処するため、ソース,ドレイン領域を形成しようとする半導体基板表面上部に選択的に半導体物質を追加形成し、この領域の表面をもともとの半導体表面(即ちチャネルの形成される面)より上方に移動させ、追加形成された表面を通じてソース,ドレインのpn接合の形成、及びシリサイド層の形成を行うESD(Elevated source drain)構造が用いられてきた。 In order to cope with such a problem, a semiconductor material is selectively formed on the surface of the semiconductor substrate where the source and drain regions are to be formed, and the surface of this region is changed to the original semiconductor surface (that is, the surface on which the channel is formed). 2) An ESD (Elevated source drain) structure has been used in which the source and drain pn junctions and the silicide layer are formed through the additionally formed surface.
この手法において、最終的に形成されるべきソース,ドレインのpn接合位置は、本来の半導体表面(即ちチャネルの形成される面)、或いはこれより若干下方に極めて精度良く調整されなければならない。ところが、追加形成するシリコンの膜厚は、その下方にある基板表面の荒れや結晶構造によって変わってくる。また、その膜質(欠陥の有無)も表面の形状により異なってくる可能性がある。そして、追加形成されるシリコン膜厚が不均一であると、pn接合の接合部分を本来の半導体基板表面(即ちチャネルの形成される面)付近に形成することが極めて困難となる。 In this method, the pn junction positions of the source and drain to be finally formed must be adjusted with extremely high precision on the original semiconductor surface (that is, the surface on which the channel is formed) or slightly below this. However, the film thickness of the additionally formed silicon varies depending on the roughness of the substrate surface below it and the crystal structure. Further, the film quality (the presence or absence of defects) may vary depending on the surface shape. If the additionally formed silicon film thickness is non-uniform, it becomes extremely difficult to form the junction portion of the pn junction near the original semiconductor substrate surface (ie, the surface on which the channel is formed).
FD型SOI−MOSFETの形成に際してESD構造を用いる場合でも、追加形成したシリコン層の膜厚や膜質が不均一であると、せっかくソース,ドレインを追加形成しても、膜厚の薄いところや膜質の悪いところから金属原子が突出的に拡散し、容易にソース−ドレイン/チャネル接合面に達してしまう。その結果、接合リークが発生してしまう。さらに、結晶中の金属の拡散はそれ自体極めて急速であるため、追加形成するシリコン層は極めて厚くしなければならないが、例えば150nmにも及ぶ極めて厚い選択シリコン成長を均一に行うことは殆ど不可能である。 Even when an ESD structure is used in the formation of the FD type SOI-MOSFET, if the film thickness and film quality of the additionally formed silicon layer are not uniform, even if additional sources and drains are formed, the thin film thickness and film quality The metal atoms are diffused in a projecting manner from the bad point and easily reach the source-drain / channel interface. As a result, junction leakage occurs. Furthermore, the diffusion of the metal in the crystal itself is very rapid, so that the additional silicon layer must be very thick, but it is almost impossible to uniformly grow very thick selective silicon, for example 150 nm. It is.
また、MOSFETの更なる微細化を達成しようとした場合、ソース,ドレイン領域のシリサイド化に付随したリーク電流の発生のほかに、ソース,ドレイン領域と素子間配線とのコンタクト抵抗の増加も問題となってくる。即ち、素子の微細化に伴いソース,ドレイン領域の面積も縮小することになり、従ってシリコンと金属の間の界面の面積が減少し、これらの物質間のコンタクト抵抗は界面面積の減少に反比例する形で増大する。このようなコンタクト抵抗の増加は、素子の高速動作を確保する上で避けなければならない大きな課題となってくる。しかしながら、現状ではサリサイド技術を用いて、ソース,ドレイン領域上部を全てシリサイド層に変換しているので、コンタクト面積は既に最大となっており、このコンタクト抵抗をこれ以上低減することはできない。 In addition, when trying to achieve further miniaturization of the MOSFET, in addition to the generation of leakage current accompanying silicidation of the source and drain regions, an increase in contact resistance between the source and drain regions and the inter-element wiring is also a problem. It becomes. That is, as the device is miniaturized, the area of the source and drain regions also decreases, so the area of the interface between silicon and metal decreases, and the contact resistance between these materials is inversely proportional to the decrease in interface area. Increase in shape. Such an increase in contact resistance is a major issue that must be avoided to ensure high-speed operation of the device. However, at present, the salicide technique is used to convert all the upper portions of the source and drain regions into silicide layers, so that the contact area has already been maximized, and this contact resistance cannot be reduced any further.
このように従来、ソース,ドレイン領域の接合位置を浅く保ちつつソース,ドレインの電気抵抗を低く抑えるために、これをシリサイド化することが必要になるが、シリサイドを形成する金属原子の高速拡散と、これが引き起こす接合リークを低く抑えることが困難になっている。また、MOSFETの更なる微細化を達成しようとした場合、ソース,ドレインを形成するシリコン領域と配線金属領域(シリサイド領域)との界面面積が減少し、コンタクト抵抗の増大により素子の高速動作を確保するのが難しくなってくる。 Conventionally, in order to keep the source and drain electrical resistance low while keeping the junction position of the source and drain regions shallow, it is necessary to silicidize it. It is difficult to keep the junction leakage caused by this low. In addition, when further miniaturization of the MOSFET is attempted, the interface area between the silicon region forming the source and drain and the wiring metal region (silicide region) is reduced, and the high-speed operation of the device is secured by increasing the contact resistance. It becomes difficult to do.
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、ソース,ドレイン領域上にシリサイドを形成した構造において、浅いソース,ドレイン接合位置を保ちつつ接合リークを低く抑えることができ、且つコンタクト抵抗も低く保つことのできる電界効果型トランジスタ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to suppress junction leakage while keeping shallow source / drain junction positions in a structure in which silicide is formed on source / drain regions. It is another object of the present invention to provide a field effect transistor that can maintain low contact resistance and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
即ち本発明の一態様は、電界効果型トランジスタの製造方法であって、シリコン基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極下のチャネル領域を挟んで該基板の表面部に、ソース,ドレインのエクステンション領域とその外側のソース,ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極,エクステンション領域,及びソース,ドレイン領域が形成された基板上の全面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜上に、前記ソース,ドレイン領域上に開口を有するマスクを形成する工程と、前記基板の表面に対し斜め方向からの前記酸化膜を通してのAsイオンの注入により、前記ソース,ドレイン領域の前記ゲート電極側の端部近傍に、AsとOをそれぞれ10 19 cm -3 以上の濃度で含み、金属原子の拡散を抑制する拡散抑制層を形成する工程と、前記酸化膜を除去した後に前記ソース,ドレイン領域の表面をシリサイド化することにより、シリサイド層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。 In other words, one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a field effect transistor, which includes a step of forming a gate electrode over a silicon substrate with a gate insulating film interposed therebetween, and a channel region under the gate electrode across the channel region. Forming a source / drain extension region and a source / drain region outside the surface and forming a silicon oxide film on the entire surface of the substrate on which the gate electrode, the extension region, and the source / drain region are formed; And forming a mask having openings on the source and drain regions on the oxide film, and implanting As ions through the oxide film from an oblique direction with respect to the surface of the substrate. , near an end portion of the gate electrode side of the drain region, wherein as and O at a concentration of 10 19 cm -3 or more, respectively, of a metal atom Forming a suppressing diffusion suppression layer dispersion, the source after removing the oxide film by siliciding a surface of the drain region, characterized in that it comprises a step of forming a silicide layer.
本発明によれば、ソース,ドレイン領域とチャネル領域との近傍において、シリサイド層にAsとOを高濃度に含む拡散抑制領域を形成することにより、シリサイド中の金属のチャネル領域への拡散を抑制することができる。これにより、シリサイドの形成に伴う接合リークの低減をはかることが可能となる。従って、浅いソース,ドレイン接合位置を保ちつつ接合リークを低く抑えることができ、素子の高速動作を確保できる。 According to the present invention, a diffusion suppression region containing As and O at a high concentration is formed in the silicide layer in the vicinity of the source / drain regions and the channel region, thereby suppressing diffusion of metal in the silicide into the channel region. can do. As a result, it is possible to reduce junction leakage accompanying the formation of silicide. Therefore, junction leakage can be kept low while maintaining a shallow source / drain junction position, and high-speed operation of the device can be ensured.
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。 The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係わるSOI−MOSFETの素子構造を示す断面図である。この実施形態は、ソース,ドレイン領域がBOX絶縁膜内に食い込んだリセスドS/D構造のサリサイド型SOI−MOSFETである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing an element structure of an SOI-MOSFET according to the first embodiment of the present invention. This embodiment is a salicide type SOI-MOSFET having a recessed S / D structure in which source and drain regions are digged into a BOX insulating film.
単結晶シリコン基板101上に絶縁膜102を介して第1の単結晶シリコン層SOI層)103を形成することによりSOI基板100が構成され、このSOI基板100にMOSFETが形成されている。
An
シリコン層103上にゲート絶縁膜200を介してゲート電極300が形成され、ゲート電極300の側部に側壁絶縁膜301,302が形成されている。側壁絶縁膜301,302を含んだゲート部以外でゲート絶縁膜200及びシリコン層103は除去されている。シリコン層103のチャネル長方向の両端部で、絶縁膜102がエッチングされて溝が形成されている。この溝の底面及び側面には第2の単結晶シリコン層600が形成されており、第2のシリコン層600は溝の側面で第1のシリコン層103と接している。これにより、SOI−MOSFETのソース領域601及びドレイン領域602の底部はチャネル領域103よりも下方に位置するように設けられ、チャネル領域103の端部とソース,ドレイン領域601,602とが垂直面で接続されている。
A
ソース,ドレイン領域601,602となる第2のシリコン層600上には、CoSi2 層631,632が形成されている。ゲート電極300上にもCoSi2 層633が形成されている。ソース,ドレイン領域601,602とチャネル領域103との接続部611,612において、シリサイド層631,632にはAsとOが1019cm-3以上の含まれた拡散抑制領域が形成されている。なお、図中の400は層間絶縁膜を示している。
CoSi 2 layers 631 and 632 are formed on the
このような構成であれば、次のような効果が得られる。 With such a configuration, the following effects can be obtained.
第1に、ソース,ドレイン領域601,602の垂直面611,612と水平面の和が、ソース,ドレイン領域601,602を水平面に射影した領域の面積より大きくなるようにすることができる。さらに、ソース,ドレイン領域601,602の垂直面と水平面上にCoSi2 層631,632を形成することで、シリコン/シリサイド界面面積を、同一平面上にシリサイド層を形成した場合に達成される界面面積よりも増大させることができる。従って、シリコン/シリサイドのコンタクト抵抗を低減できる。これにより、素子の高速動作を確保できる。
First, the sum of the
第2に、BOX絶縁膜102に食い込む形で、ソース,ドレイン領域601,602を追加形成するので、SOIの厚みに関係なく、ソース,ドレイン領域601,602の厚みを十分確保しつつ、しかもゲート電極300とソース,ドレイン領域601,602との重なりを最小限に抑制できる。この結果、ゲート電極300とソース,ドレイン領域601,602との電気的容量結合が低減され、素子の高速動作を確保できる。さらに、サリサイド工程時にゲートとソース,ドレインの電気的絶縁を保つことが容易になる。
Second, since the source and drain
第3に、ソース,ドレイン領域601,602が、チャネルを形成する表面SOI層に接した垂直面611,612を有しているために、斜めイオン注入を用いて、自己整合的にAsとOを垂直面に選択的に導入することが可能になる。この結果、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を抑制しつつ、且つコンタクト抵抗の増大を回避できる。よって、半導体回路の待機電力を低減し、記憶素子も情報喪失を回避し、しかも、素子の高速動作を確保できる。
Third, since the source and drain
第3に指摘した作用をさらに明確にするために、以下AsとOによるシリサイド化に伴うリーク電流発生の抑制について、図2〜6を用いて詳しく説明する。 In order to further clarify the action pointed out in the third, the suppression of leakage current generation accompanying silicidation with As and O will be described in detail with reference to FIGS.
図2は、接合深さを変えたn+/p接合上に、Coシリサイドを35nm形成したときの接合リークIR の値を、シリサイドを施さなかった接合の参照データと共に接合深さXj の関数として示した図である。なお、接合リーク測定のための印加電圧は4Vとした。この図から分かるように、CoSi2 をシリコン上に形成する場合、Co原子がシリコン中に高速拡散し、大きな接合リークを生じてしまう。本発明者らは、シリサイド化反応に先立ち、金属を堆積する直前に、シリコン表面にイオン注入を行うことで、このリークの発生を抑制できることを確認した。 2, on the n + / p junctions of varying junction depth, Co values of junction leakage I R when the 35nm form a silicide, the junction depth X j with joint reference data which has not undergone a silicide It is the figure shown as a function. The applied voltage for junction leak measurement was 4V. As can be seen from this figure, when CoSi 2 is formed on silicon, Co atoms diffuse at high speed in the silicon, resulting in a large junction leak. Prior to the silicidation reaction, the present inventors have confirmed that the occurrence of this leakage can be suppressed by performing ion implantation on the silicon surface immediately before depositing the metal.
図3に、シリサイド化に先立ち、酸化膜を介してAsイオンを注入した場合(a)とGeイオンを注入した場合(b)の夫々に対し、35nmのCoSi2 を形成した後の接合深さ100nmでのpn接合のリーク電流IR を、注入量Φに対する関数として示す。図には、イオン注入後、Co堆積に先立ち熱処理を加えた場合のリーク電流も参照のため示してある(点線)。リークを抑制するためには、イオン注入後に熱処理を加えてはならないことが分かる。これは、イオン注入によって生じたアモルファス層が熱処理によって消滅してしまうためである。さらに、(a)と(b)を比較することにより、リーク電流抑制能力は注入イオン種に大きく依存し、AsはGeに対し、2桁以上リーク抑制能力が勝っていることが分かる。Asの場合、リーク電流は注入量と共に単調減少し、1×1014cm-2でシリサイド化に伴う接合リークはほぼ消滅する。 FIG. 3 shows the junction depth after forming 35 nm of CoSi 2 when As ions are implanted through an oxide film prior to silicidation (a) and when Ge ions are implanted (b). the leakage current I R of the pn junction at 100 nm, shown as a function of the injection amount [Phi. In the figure, the leakage current when heat treatment is applied prior to Co deposition after ion implantation is also shown for reference (dotted line). It can be seen that heat treatment should not be applied after ion implantation in order to suppress leakage. This is because the amorphous layer generated by ion implantation disappears by heat treatment. Further, by comparing (a) and (b), it can be seen that the leakage current suppression capability greatly depends on the implanted ion species, and As is superior to Ge in leakage suppression capability by two orders of magnitude or more. In the case of As, the leakage current monotonously decreases with the amount of implantation, and the junction leakage accompanying silicidation almost disappears at 1 × 10 14 cm −2 .
図4に、イオン注入を酸化膜を介して行った場合と、酸化膜を介さず行った場合のイオン注入量1×1014cm-2でのリーク電流(接合深さ100nm)を、イオン注入を行わなかった場合のリーク電流(reference)と比較して示してある。Geイオン注入の場合、酸化膜を介して注入を行う場合と、酸化膜なしで注入を行う場合で、リーク電流に殆ど差はない。しかしながら、Asイオン注入の場合、酸化膜を介して注入を行う方が、酸化膜なしで注入を行う場合に比べ、リーク電流が2桁程度抑制される。
FIG. 4 shows the leakage current (
シリサイド化金属堆積の直前に、Asを酸化膜を介してイオン注入することで、結晶欠陥及び注入イオンが酸化膜中の酸素をはじき出すことによる“knock−on”酸素がソース,ドレイン領域表面に導入される。結晶欠陥(及び結晶欠陥によって生じるアモルファス層)は、引き続くシリサイド化工程の反応過程を変調し、これに伴うシリサイド化金属のシリコン基板への拡散を抑制する(図3の熱処理有り無しの差を参照)。さらに、Asと“knock−on”酸素が混在することで、図4に示す通り、シリサイド化金属のシリコン基板への拡散は、さらに著しく抑制されるようになる。 Immediately before the silicidation metal deposition, As is ion-implanted through the oxide film, “knock-on” oxygen due to crystal defects and implanted ions ejecting oxygen in the oxide film is introduced to the surface of the source and drain regions. Is done. Crystal defects (and amorphous layers caused by crystal defects) modulate the reaction process of the subsequent silicidation process, and suppress the diffusion of silicidation metal into the silicon substrate (see the difference in the presence or absence of heat treatment in FIG. 3). ). Furthermore, as As and “knock-on” oxygen coexist, as shown in FIG. 4, the diffusion of silicided metal into the silicon substrate is further suppressed.
図5に、Asイオン注入(注入量1×1014cm-2)を酸化膜を介して行った後に、CoSi2 を形成した時の、AsとOの分布をSIMS分析した結果を示してある。シリサイド化反応に伴い、AsとOはシリサイド層中に取り込まれ、シリサイド層のほぼ中央付近に好んで偏析し、AsとOを1×1019cm-3以上の高濃度で含む領域が形成され、Coの拡散を抑制していることが分かる。 FIG. 5 shows the result of SIMS analysis of the distribution of As and O when CoSi 2 is formed after As ion implantation (implantation amount 1 × 10 14 cm −2 ) is performed through an oxide film. . As a result of the silicidation reaction, As and O are taken into the silicide layer and segregate in the vicinity of almost the center of the silicide layer, forming a region containing As and O at a high concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more. It can be seen that the diffusion of Co is suppressed.
図6に、Asイオン注入を酸化膜を介して行った場合(a)と、酸化膜を介さず行った場合(b)での、形成されたCoSi2 とp型シリコン拡散層とのコンタクト抵抗の値を様々な開口径のコンタクトに対して、イオン注入量の関数として示してある。Asイオンを酸化膜を介さず注入した場合、リーク電流の発生を抑止できる注入量(1×1014cm-2)では、コンタクト抵抗が大きく上昇してしまうことが分かる。これに対し、酸化膜を介してイオン注入を行った場合は、コンタクト抵抗の上昇が、酸化膜を介さず注入を行った場合に比べ顕著に抑制されている。 FIG. 6 shows the contact resistance between the formed CoSi 2 and the p-type silicon diffusion layer when As ion implantation is performed via an oxide film (a) and when it is not performed via an oxide film (b). Is shown as a function of the amount of ion implantation for contacts of various aperture diameters. It can be seen that when As ions are implanted without an oxide film, the contact resistance greatly increases at an implantation amount (1 × 10 14 cm −2 ) that can suppress the generation of leakage current. On the other hand, when ion implantation is performed through an oxide film, the increase in contact resistance is significantly suppressed as compared with the case where implantation is performed without using an oxide film.
以上説明したように、シリサイド化に先立ち、Asを酸化膜を介してイオン注入し、AsとOを含む層をシリコン表面に形成し、この後にシリサイド化を行えば、リーク電流の発生を著しく抑制できると共に、Asの導入に伴うp型シリコン層とのコンタクト抵抗の上昇も1.5倍程度に止められる。 As described above, As is ion-implanted through an oxide film prior to silicidation, a layer containing As and O is formed on the silicon surface, and then silicidation is performed to significantly suppress the occurrence of leakage current. In addition, the increase in contact resistance with the p-type silicon layer accompanying the introduction of As can be stopped by about 1.5 times.
しかしながら、素子の微細化に伴い、コンタクト面積が減少しているので、これに加えて、Asイオン注入によりコンタクト抵抗が上昇するのは好ましいことではない。そこで、リークの発生に関わるチャネルを形成する表面SOI層に隣接したソース,ドレイン部分にのみ選択的にAsとOを含む層を形成する。これにより、ソース,ドレイン領域とチャネル領域との接合部近傍におけるリークの発生を抑制し、その他のソース,ドレイン部分には、むしろイオン注入を行わず、コンタクト抵抗の増加を抑制することができる。 However, since the contact area is reduced with the miniaturization of the element, it is not preferable that the contact resistance is increased by As ion implantation in addition to this. Therefore, a layer containing As and O is selectively formed only in the source and drain portions adjacent to the surface SOI layer that forms a channel related to the occurrence of leakage. As a result, the occurrence of leaks in the vicinity of the junction between the source / drain regions and the channel region can be suppressed, and the increase in contact resistance can be suppressed without performing ion implantation in the other source / drain portions.
これを実現するために本実施形態のように、SOI−MOSFETのソース,ドレイン領域601,602を、その底部が表面SOI層103の底部より下方に位置するように、一部BOX絶縁膜102を侵食して形成し、チャネルを形成する表面SOI層103とソース,ドレイン領域601,602との接続部が垂直面を有するように形成すれば、チャネルを形成する表面SOI層103に接した垂直面に、斜めイオン注入を用いて自己整合的にAsとOを選択的に導入することが可能になる。この結果、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を抑制しつつ、且つコンタクト抵抗の増大を回避できる。よって、半導体回路の待機電力を低減し、記憶素子も情報喪失を回避し、しかも素子の高速動作を確保できる。
In order to achieve this, as in the present embodiment, the
(第2の実施形態)
図7〜図8は、本発明の第2の実施形態に係わるSOI−MOSFETの製造工程を示す断面図である。素子構造は第1の実施形態と同様であり、ソース,ドレイン領域がBOX絶縁膜内に食い込んだリセスドS/D構造のサリサイド型SOI−MOSFETの製造工程である。
(Second Embodiment)
7 to 8 are cross-sectional views showing manufacturing steps of the SOI-MOSFET according to the second embodiment of the present invention. The element structure is the same as that of the first embodiment, and is a manufacturing process of a salicide type SOI-MOSFET having a recessed S / D structure in which source and drain regions are digged into a BOX insulating film.
まず、図7(a)に示すように、単結晶シリコン基板101上に形成されたシリコン酸化膜(BOX)102、さらにその上部に形成された素子形成用単結晶シリコン層(SOI層)103からなるSOI基板100を用意する。そして、SOI層103の表面にシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜200を形成し、さらにその上にポリシリコンからなるゲート電極300を加工形成する。そして、ゲート電極300上に第1の絶縁膜としての酸化膜310と第2の絶縁膜としての窒化膜320を形成する。より具体的には、ゲート絶縁膜200上にポリシリコン膜,酸化膜,窒化膜を堆積した後に、フォトリソグラフィによりゲート電極パターンにレジストを形成し、このレジストをマスクに窒化膜,酸化膜,ポリシリコン膜をゲートパターンに選択エッチングする。
First, as shown in FIG. 7A, from a silicon oxide film (BOX) 102 formed on a single
続いて、ゲート電極300をマスクとして、これに隣接したSOI層103に導電性不純物、例えばBを導入しソース,ドレインのエクステンション領域を形成する。
Subsequently, using the
次いで、図7(b)に示すように、ゲート電極300の左右にシリコン窒化膜からなるゲート側壁絶縁膜301,302を形成し、同時にこの加工工程を利用して、公知の技術の効果的な方法、例えばRIE(Reactive Ion Etching)法などを用いて、ゲート酸化膜200及びSOI層103を除去する。この結果、SOI層103はゲート下でチャネルを形成する部分(ソース,ドレインのエクステンション領域を含む)のみが残存することになる。
Next, as shown in FIG. 7B, gate sidewall insulating
次いで、図7(c)に示すように、図7(b)の構造上に、層間絶縁膜400、例えばシリコン酸化膜を公知の技術のうちの効果的な方法、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて堆積し、これを公知の技術のうちの効果的な方法、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法などを用いて平坦化する。さらに、素子形成予定領域に開口を持ったレジストマスク500を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えばフォトリソグラフィ法などを用いて形成する。なお、このフォトリソグラフィには、ゲート電極との精密な位置合わせを行う必要はない。
Next, as shown in FIG. 7C, an
次いで、図8(d)に示すように、レジストマスク500を利用して、同時にゲート電極部をマスクとしつつ、この開口部に、公知の技術の効果的な方法、例えばRIE法などを用いて、層間絶縁膜400を貫き、BOX絶縁膜102の上部をエッチングすることにより凹部401,402をゲート電極の左右に形成する。ここで、ゲート電極部をマスクとして、自己整合的に凹部401,402を形成するので、レジストマスク500の開口に際して厳しい位置合わせ精度が要求されなくなっている。
Next, as shown in FIG. 8D, using the resist
次いで、図8(e)に示すように、凹部401,402を覆うように、アモルファスシリコン層600を、所望するソース,ドレイン領域の厚さと同じ膜厚で、基板の表面に一様に堆積させる。このシリコン層の堆積は、公知の技術の範囲内であり、例えば0.2Torr,400℃でSiH4 ガスを使用することで容易に形成することができる。また、SiH4 ガスにB2 H6 などを混入させ、アモルファスシリコン層600をソース,ドレインのエクステンションと同じ導電性にしておいてもよい。また、Bなどの導電性不純物をイオン注入法で導入してもよいことは言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 8E, an
このとき、チャネルを形成するSOI層103はシリコン層600と両端部111,112で接続している。従って、引き続き、例えば窒素雰囲気中で600℃,30secで熱処理することにより、両端部111、112のシリコンを種として、これに隣接したアルファスシリコン層を結晶化することができる。ここで、ソース、ドレイン領域の厚みは、シリコン層600によって正確に規定され、選択的エピタキシャル成長法に見られる膜厚のばらつきを回避できている。
At this time, the
次いで、図8(f)に示すように、酸化膜700を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えばCVD法などを用いて、例えば20nmの膜厚で全面に堆積する。次いで、レジストを全面に塗布した後、これを、公知の技術のうちの効果的な方法、例えば電子ビーム照射法によりエッチバックし、凹部401,402の底部にのみレジスト501,502が残存するようにする。このときのエッチバック量は、レジストの上部位置が、チャネルを形成するSOI層103表面の上方にくるように調節することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 8F, an
次いで、図9(g)に示すように、レジスト501,502上に露出したシリコン酸化膜700を、レジストをマスクとして、例えばHF溶液に漬けることにより選択的に除去し、さらにこれによって露出した部分のシリコン層600を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えばCDE(Chemical Dry Etching)法などの等方的エッチング方を用いて選択的に除去する。このとき、凹部401,402の底部のレジスト501,502は残存する。
Next, as shown in FIG. 9G, the
これらの処理により、ソース,ドレイン領域を構成すべきシリコン領域601,602が、凹部401,402の底部に、チャネルを形成するSOI層103と電気的に接続されたまま、その底部が103より下方に位置しつつ、一部BOX絶縁膜102を侵食する形で構成できる(リセスドS/D構造)。しかも、所望のソース,ドレイン領域の厚さを確保しながら、ゲート電極との重なりを小さく保てるので、これらの間の電気的容量結合が低減され、素子の高速動作を可能になる。
By these processes, the
また、ゲート電極に自己整合的に形成された凹部401,402に、やはり自己整合的にソース,ドレイン領域601,602が形成できることになる。加えて、チャネルを形成するSOI層103とソース,ドレイン領域601,602の接続部には、垂直面611,612が形成される。このため、ソース,ドレイン領域601,602の垂直面と水平面621,622の和が、ソース,ドレイン領域601,602を水平面に射影した領域の面積より大きくなるようにすることができる。
Further, the source /
次いで、図9(h)に示すように、凹部401,402の底部に残存するレジスト501,502の上部を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えば電子ビーム照射法によりさらに後退させ、ソース,ドレイン領域601,602の垂直面611,612の上部を露出させる。この露出した垂直面にAsを斜めから、残存した酸化膜700越に、例えば加速電圧50KV,注入量2×1014cm-2の条件でイオン注入する。このとき露出した垂直面611,612の上部には、注入元素であるAsと同時にシリコン酸化膜中の酸素原子が自己整合的に“knock−on”され、導入される。
Next, as shown in FIG. 9H, the upper portions of the resists 501 and 502 remaining at the bottoms of the
その結果、垂直面611,612の上部表面には結晶欠陥を生成し、アモルファス化する。このとき、イオン注入原子の飛程は、その後にこの上に形成するシリサイド層の膜厚程度に設定することが好ましい。このように、リーク電流の発生が懸念されるチャネルを形成するSOI層103の端部111,112に最近接した、垂直面611,612の上部には、AsとOが同時に且つ簡便に導入できる。
As a result, crystal defects are generated on the upper surfaces of the
これに対し、レジスト501,502によって保護されたソース,ドレイン領域601,602の水平面621,622にはイオン注入が行われないことになる。勿論、Asのイオン注入と同時に酸素のイオン注入を行い、AsとOを含む垂直面611,612を形成してもよいことは言うまでもない。また、ここで、垂直面へのAsとOの選択的導入は、リセスドS/Dの形成に伴い、何らのフォトリソグラフィを必要とせず、電子ビーム照射とイオン注入のみによって簡便に達成されている。
On the other hand, no ion implantation is performed on the
次いで、図9(i)に示すように、レジスト501,502、残存した酸化膜700、ゲート電極上の第1、第2の絶縁膜310,320を除去する。ここでは、以下のことに注目すべきである。AsとOを含む層は、チャネルを形成するSOI層103の端部111,112に最近接した、垂直面611,612の上部に導入されている。従って、第1の実施形態において詳しく説明したとおり、ソース,ドレイン領域をシリサイド化する時に、これらのAsとOにより、金属原子が拡散しチャネルを形成するSOI層103に達するのを阻止できる。
Next, as shown in FIG. 9I, the resists 501 and 502, the remaining
その結果、リーク電流は発生しない。一方、ソース,ドレイン領域601,602の水平面621,622にはイオン注入が行われない。従って、第1の実施形態において指摘したように、この部分でのAsのイオン注入に伴うコンタクト抵抗の上昇が回避される。
As a result, no leakage current occurs. On the other hand, ion implantation is not performed on the
これ以降は、半導体基板上に、公知の技術のうち効果的な方法、例えばスパッタ法で、Coを例えば10nmの厚さで全面に堆積する。次いで、この半導体基板を、例えば500℃,30sec窒素中で急速熱処理し、Coと直接接しているシリコンとの間でシリサイド化反応を選択的に進行させる。シリサイド領域が、ソース上631、ゲート上633、ドレイン上632に形成される。この場合、最終的なシリサイド層の厚さは35nm程度となる。未反応のCoは、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸すことで選択的に除去する。さらに、例えば800℃,30sec窒素中で急速熱処理し、Coシリサイドの電気抵抗をさらに低減する。これにより、前記図1に示す構造が得られる。
Thereafter, Co is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate to a thickness of, for example, 10 nm by an effective method of known techniques, for example, sputtering. Next, this semiconductor substrate is subjected to rapid thermal processing in nitrogen at, for example, 500 ° C. for 30 seconds, and a silicidation reaction is selectively advanced with silicon in direct contact with Co. Silicide regions are formed on the
また、これに引き続き、公知の技術を用いて、層間膜とこれを通じた各電極へのコンタクトの形成、さらには配線工程,実装工程などを経て、半導体装置を完成させる。このようにして、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を抑制し、コンタクト抵抗を低く保ち、ゲート電極との電気的容量結合を低減し、ソース,ドレイン領域がBOX内に食い込んだリセスドS/D構造のサリサイド型SOI−MOSFETが、ゲート電極と自己整合的に実現される。 Subsequently, using a known technique, a semiconductor device is completed through an interlayer film and formation of contacts to each electrode through the interlayer film, a wiring process, a mounting process, and the like. In this way, the generation of leakage current due to silicidation is suppressed, the contact resistance is kept low, the electric capacitive coupling with the gate electrode is reduced, and the recessed S / D structure in which the source and drain regions have digged into the BOX. The salicide type SOI-MOSFET is realized in a self-aligned manner with the gate electrode.
このように本実施形態によれば、所望するソース,ドレイン領域の厚さと同じ膜厚で堆積したシリコン層600により、ソース,ドレイン領域601,602を形成するため、ソース,ドレイン領域601,602の厚みは正確に規定され、選択的エピタキシャル成長法に見られる膜厚のばらつきを回避できる。
As described above, according to the present embodiment, the source and drain
レジストのエッチバックを用いることで、ゲート電極に自己整合的に形成された溝401,402内に、やはり自己整合的にソース,ドレイン領域601,602が容易に形成できる。ソース,ドレイン領域601,602が、水平面と垂直面を有しているために、斜めイオン注入を用いて、自己整合的にAsやOを垂直面のみに選択的に導入することが可能になる。
By using resist etchback, the source and drain
AsとOを同時に含む拡散抑制領域をシリサイドに先立ち形成することで、極めて効果的に金属原子の拡散を抑制できる。AsとOを含む拡散抑制領域は、チャネルを形成するSOI層の端部に最近接した、垂直面の上部に導入されているので、ソース,ドレイン電極をシリサイド化する時に、リーク電流が発生するのを阻止できる。 By forming the diffusion suppression region containing As and O at the same time prior to the silicide, diffusion of metal atoms can be suppressed extremely effectively. Since the diffusion suppression region containing As and O is introduced at the upper part of the vertical surface closest to the end of the SOI layer forming the channel, a leakage current is generated when the source and drain electrodes are silicided. Can be prevented.
ソース,ドレイン領域601,602の水平面にはイオン注入が行われないので、この部分でのAsのイオン注入に伴うコンタクト抵抗の上昇が回避される。この結果、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を抑制しつつ、コンタクト抵抗の増大を回避できる。よって、半導体回路の待機電力を低減し、記憶素子も情報喪失を回避し、しかも、素子の高速動作を確保できる。
Since ion implantation is not performed in the horizontal planes of the source and drain
(第3の実施形態)
図10及び図11は、本発明の第3の実施形態に係わるMOSFETの製造工程を示す断面図である。
(Third embodiment)
10 and 11 are sectional views showing a manufacturing process of the M OSFET that involved in a third embodiment of the present invention.
本実施形態は、シリサイド化直前に、AsとOを含む表面層をゲート電極に隣接した部分にのみ導入することで、Co原子の基板への拡散を抑制し、ソース,ドレイン領域の少なくとも一部にはシリサイド化直前のイオン注入を行わないことで、コンタクト抵抗が抑制されたサリサイド型MOSFETの簡略な製造工程を具現する。 In this embodiment, immediately before silicidation, a surface layer containing As and O is introduced only into a portion adjacent to the gate electrode, thereby suppressing the diffusion of Co atoms to the substrate and at least a part of the source and drain regions. In this case, a simple manufacturing process of a salicide MOSFET with reduced contact resistance is realized by not performing ion implantation immediately before silicidation.
図10(a)は、公知の技術の効果的な方法で形成したシリコン基板101、素子分離領域121,122、及びシリコン基板の表面に形成されたゲート絶縁膜200、例えばシリコン酸化膜、さらにその上に形成されたゲート電極300、例えばポリシリコンを示している。また、ゲート電極の左右には、ソース,ドレインのエクステンション領域となる基板と逆の導電性、例えばp型導電性を有した浅い拡散層131,132、及びソース,ドレイン領域となる基板と逆の導電性、例えばp型導電性を有した拡散層141,142が形成されている。さらにゲート電極300の左右にはゲート側壁絶縁膜301,302、例えばシリコン窒化膜が形成されている。
FIG. 10A shows a
次いで、図10(b)に示すように、シリコン酸化膜700を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えばCVD法などを用いて、例えば20nmの膜厚で、全面に堆積する。
Next, as shown in FIG. 10B, a
次いで、図10(c)に示すように、ソース,ドレイン領域に開口を持ったレジストマスク500を、公知の技術のうちの効果的な方法、例えばフォトリソグラフィ法などを用いて形成する。引き続き、Asを斜めから酸化膜700越しに、例えば加速電圧50KV,注入量2×1014cm-2の条件でイオン注入する。このとき、レジスト500の高さ及びイオン注入角度は、レジストとゲート電極が共にマスクとして働き、ソース,ドレイン領域へのイオン注入がゲート電極に隣接したソース,ドレイン領域の一部152にのみ行われるように調節する。この結果、ソース,ドレインのエクステンション領域132に隣接した領域152の表面には結晶欠陥を生成し、AsとOを含んだアモルファス層が生じる。このとき、イオン注入原子の飛程は、その後にこの上に形成するシリサイド層の膜厚程度に設定することが好ましい。このように、リーク電流の発生が懸念されるソース,ドレインのエクステンション領域に隣接した領域に、AsとOが同時に且つ簡便に導入できる。そしてこの場合、ソース,ドレイン領域の少なくとも一部にはイオン注入が行われない。
Next, as shown in FIG. 10C, a resist
同様の斜めイオン注入を左右から行い、酸化膜700を剥離することで、図11(d)に示すように、リーク電流の発生が懸念されるソース,ドレインのエクステンション領域131,132に隣接した領域151,152の表面には、AsとOを含んだアモルファス層が生じる。従って、第1の実施形態において詳しく説明したとおり、ソース,ドレイン領域をシリサイド化する時に、これらのAsとOにより金属原子が拡散しソース,ドレインのエクステンション近傍の浅い接合面に達するのを阻止できる。この結果、リーク電流は発生しない。一方、接合が深くリークの発生の恐れが少ない、ソース,ドレイン領域部分(レジストマスクとイオン注入角度によって規定され、ゲート電極からほぼゲート電極の高さ程度の距離を置いて形成されている)には、不必要なイオン注入が行われない。従って、第1の実施形態において指摘したように、この部分でのAsのイオン注入に伴うコンタクト抵抗の上昇が回避される。
Similar oblique ion implantation is performed from the left and right sides, and the
次いで、図11(e)に示すように、半導体基板上に、公知の技術のうち効果的な方法、例えばスパッタ法でCoを、例えば10nmの厚さで全面に堆積する。次いで、この半導体基板を、例えば500℃,30sec窒素中で急速熱処理し、Coと直接接しているシリコンとの間でシリサイド化反応を選択的に進行させる。シリサイド領域が、ソース上631、ゲート上633、ドレイン上632に形成される。この場合、最終的なシリサイド層の厚さは35nm程度となる。未反応のCoは、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸すことで選択的に除去する。さらに、例えば800℃,30sec窒素中で急速熱処理し、Coシリサイドの電気抵抗をさらに低減する。
Next, as shown in FIG. 11E, Co is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate to a thickness of, for example, 10 nm by an effective method of known techniques, for example, sputtering. Next, this semiconductor substrate is subjected to rapid thermal processing in nitrogen at, for example, 500 ° C. for 30 seconds, and a silicidation reaction is selectively advanced with silicon in direct contact with Co. Silicide regions are formed on the
これ以降は、公知の技術を用いて、層間膜とこれを通じた各電極へのコンタクトの形成、さらには配線工程,実装工程などを経て、半導体装置を完成させる。このようにして、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を抑制し、しかも、コンタクト抵抗を低く保った、サリサイド型MOSFETが実現される。 Thereafter, using a known technique, a semiconductor device is completed through formation of an interlayer film and contacts to each electrode through the interlayer film, a wiring process, a mounting process, and the like. In this way, a salicide MOSFET is realized in which the generation of leakage current associated with silicidation is suppressed and the contact resistance is kept low.
このように本実施形態によれば、サリサイド型MOSFETを形成するにあたって、リーク電流の発生が懸念されるソース,ドレインのエクステンション領域に隣接したソース,ドレイン領域の表面のみにAsとOを含んだアモルファス層を形成することで、シリサイド化に伴うリーク電流の発生を阻止できる。これと同時に、接合が深くリークの発生の恐れが少ないソース,ドレイン領域部分には、不必要なイオン注入が行わないことで、Asのイオン注入に伴うコンタクト抵抗の上昇を抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, when the salicide MOSFET is formed, an amorphous material containing As and O only on the surfaces of the source and drain regions adjacent to the source and drain extension regions, which are likely to cause leakage current. By forming the layer, it is possible to prevent the occurrence of leakage current accompanying silicidation. At the same time, unnecessary ion implantation is not performed on the source and drain regions where the junction is deep and leakage is less likely to occur, thereby suppressing an increase in contact resistance due to As ion implantation.
(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、単一のMOSFETを用いて説明してきたが、上記手法が複数の素子に対しても同様に適応可能であるのは勿論のことである。さらに、半導体装置の一部を形成する素子群に対して選択的に適応すること、或いは異なる導電性のMOSFETに対しても応用できることは言うまでもない。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments. Although the embodiments have been described using a single MOSFET, it is needless to say that the above-described method can be similarly applied to a plurality of elements. Furthermore, it goes without saying that it can be selectively applied to a group of elements that form part of a semiconductor device, or can be applied to different conductive MOSFETs.
また、シリサイド中に形成する拡散抑制領域は、シリサイド中のCoのシリコン層への拡散を十分に抑制するものであればよく、このために必要なAsとOの濃度は1×1019cm-3以上であればよい。さらに、この濃度の拡散抑制領域を形成するためには、酸化膜を介してイオン注入するAsのイオン注入量は1×1014cm-2以上であればよい。AsとOのドープは酸化膜を介してAsをイオン注入するのが効果的であるが、必ずしもこの手法に限らず、結果的にAsとOを同時にドープできる手法であれば用いることができる。 The diffusion suppression region formed in the silicide may be any region that sufficiently suppresses the diffusion of Co in the silicide into the silicon layer. The concentration of As and O required for this purpose is 1 × 10 19 cm −. It should be 3 or more. Further, in order to form the diffusion suppressing region having this concentration, the ion implantation amount of As implanted through the oxide film may be 1 × 10 14 cm −2 or more. As for doping As and O, it is effective to ion-implant As through an oxide film. However, the present invention is not necessarily limited to this technique, and any technique that can simultaneously do As and O can be used.
また、シリサイド化金属は必ずしもCoに限定されるものではなく、この代わりにTiやNiなどを用いることも可能である。即ち本発明は、アモルファス化によって、その拡散が低減される一方、コンタクト抵抗の上昇が生じる、いかなる金属物質をソース,ドレイン上に形成する場合にも有効である。 Further, the silicidation metal is not necessarily limited to Co, and Ti, Ni, or the like can be used instead. In other words, the present invention is effective when any metal material is formed on the source and drain, where the diffusion is reduced by the amorphization and the contact resistance is increased.
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。 In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
100…SOI基板
101…単結晶シリコン基板
102…シリコン酸化膜(BOX絶縁膜)
103…単結晶シリコン層(SOI層)
111,112…SOI層の両端部
121,122…素子分離領域
131,132…エクステンション領域となる浅い拡散層
141,142…ソース,ドレイン領域となる拡散層
151,152…AsとOを含んだアモルファス層
200…ゲート絶縁膜
300…ゲート電極
301,302…ゲート側壁絶縁膜
310…ゲート電極上の第1の絶縁膜
320…ゲート電極上の第2の絶縁膜
400…層間絶縁膜
401,402…凹部
500,501,502…レジストマスク
600…アモルファスシリコン層
601,602…ソース,ドレイン領域
611,612…ソース,ドレイン領域601,602の垂直面
621,622…ソース,ドレイン領域601,602の水平面
631,632,633…CoSi2 層
700…シリコン酸化膜
DESCRIPTION OF
103. Single crystal silicon layer (SOI layer)
111, 112 ... both ends 121 of the
Claims (1)
前記ゲート電極下のチャネル領域を挟んで該基板の表面部に、ソース,ドレインのエクステンション領域とその外側のソース,ドレイン領域を形成する工程と、
前記ゲート電極,エクステンション領域,及びソース,ドレイン領域が形成された基板上の全面にシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜上に、前記ソース,ドレイン領域上に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記基板の表面に対し斜め方向からの前記酸化膜を通してのAsイオンの注入により、前記ソース,ドレイン領域の前記チャネル領域側の端部近傍に、AsとOをそれぞれ10 19 cm -3 以上の濃度で含み、金属原子の拡散を抑制する拡散抑制層を形成する工程と、
前記酸化膜を除去した後に前記ソース,ドレイン領域の表面をシリサイド化することにより、シリサイド層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 Forming a gate electrode on the silicon substrate via a gate insulating film;
Forming source and drain extension regions and outside source and drain regions on the surface of the substrate across the channel region under the gate electrode; and
Forming a silicon oxide film on the entire surface of the substrate on which the gate electrode, the extension region, and the source and drain regions are formed;
Forming a mask having an opening on the source and drain regions on the oxide film;
By implantation of As ions through the oxide film from an oblique direction with respect to the surface of the substrate, As and O each have a concentration of 10 19 cm −3 or more in the vicinity of the end of the source and drain regions on the channel region side. Including a step of forming a diffusion suppressing layer that suppresses diffusion of metal atoms,
Forming a silicide layer by silicidizing the surfaces of the source and drain regions after removing the oxide film;
A method for manufacturing a field effect transistor, comprising:
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