JPH0611074B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0611074B2 JPH0611074B2 JP60056409A JP5640985A JPH0611074B2 JP H0611074 B2 JPH0611074 B2 JP H0611074B2 JP 60056409 A JP60056409 A JP 60056409A JP 5640985 A JP5640985 A JP 5640985A JP H0611074 B2 JPH0611074 B2 JP H0611074B2
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特にMOS型トランジスタとそ
の集積回路のゲート電極及び配線に高融点金属シリサイ
ドを用いた装置の製造方法に関するものである。
の集積回路のゲート電極及び配線に高融点金属シリサイ
ドを用いた装置の製造方法に関するものである。
第2図は、MOS型トランジスタにおける従来の高融点
金属シリサイド電極及び配線膜の製造方法を説明するた
めの半導体基板の断面図である。第2図(a)において、
1はシリコン基板、2はフィールド酸化膜、3はゲート
酸化膜、4は多結晶シリコンである。この第2図(a)に
示すようにパターニングした後、第2電導形の不純物を
イオン注入し、さらにイオン注入層のアニールのための
熱処理を行なってソース,ドレイン不純物層5a,5b
を形成する(第2図(b))。次に、第2図(c)に示すよう
にCVD法等によりシリコン酸化膜6を形成する。この
後、リアクティイブイオンエッチング法で全面エッチン
グすることにより、第2図(d)に示すようなシリコン酸
化膜のサイドウォールを形成する。そして、第2図(e)
に示すように、スパッタリング法,蒸着法,CVD法等
によりチタン膜7を形成する。これを600℃程度の温
度でアニールし、第2図(f)に示すようにチタンとシリ
コンの接触する部分のみ反応させ、チタンシリサイド膜
8を形成する。次に、H2O:H2O2:NH4OH=5:
1:1の溶液をエッチング液として選択的に未反応チタ
ン7のみを除去し、第2図(g)のようにする。この後、
800℃でアニールしてチタンシリサイド膜8のシート
抵抗を下げる。
金属シリサイド電極及び配線膜の製造方法を説明するた
めの半導体基板の断面図である。第2図(a)において、
1はシリコン基板、2はフィールド酸化膜、3はゲート
酸化膜、4は多結晶シリコンである。この第2図(a)に
示すようにパターニングした後、第2電導形の不純物を
イオン注入し、さらにイオン注入層のアニールのための
熱処理を行なってソース,ドレイン不純物層5a,5b
を形成する(第2図(b))。次に、第2図(c)に示すよう
にCVD法等によりシリコン酸化膜6を形成する。この
後、リアクティイブイオンエッチング法で全面エッチン
グすることにより、第2図(d)に示すようなシリコン酸
化膜のサイドウォールを形成する。そして、第2図(e)
に示すように、スパッタリング法,蒸着法,CVD法等
によりチタン膜7を形成する。これを600℃程度の温
度でアニールし、第2図(f)に示すようにチタンとシリ
コンの接触する部分のみ反応させ、チタンシリサイド膜
8を形成する。次に、H2O:H2O2:NH4OH=5:
1:1の溶液をエッチング液として選択的に未反応チタ
ン7のみを除去し、第2図(g)のようにする。この後、
800℃でアニールしてチタンシリサイド膜8のシート
抵抗を下げる。
第3図には、P型シリコン基板に砒素を注入したもの
(表面不純物濃度8×1020/cm3:図中破線)と、し
ていないもの(表面不純物濃度1×1015/cm3:図中
実線)にチタン膜をスパッタリング法により形成し、6
50℃でシリサイド化したときの後方散乱スペクトルを
示す。この図より、下地シリコン基板に高濃度の不純物
層がある場合、即ち図中破線で示したものは、シリコン
が表面方向(図中右側)に拡がっておらず、シリサイド
反応が抑制されていることがわかる。また、リン等にお
いても同様である。このことから、シリサイド反応は下
地シリコンの表面不純物濃度に強く依存することがわか
る。
(表面不純物濃度8×1020/cm3:図中破線)と、し
ていないもの(表面不純物濃度1×1015/cm3:図中
実線)にチタン膜をスパッタリング法により形成し、6
50℃でシリサイド化したときの後方散乱スペクトルを
示す。この図より、下地シリコン基板に高濃度の不純物
層がある場合、即ち図中破線で示したものは、シリコン
が表面方向(図中右側)に拡がっておらず、シリサイド
反応が抑制されていることがわかる。また、リン等にお
いても同様である。このことから、シリサイド反応は下
地シリコンの表面不純物濃度に強く依存することがわか
る。
ところで、多結晶シリコン4は、通常閾値電圧の安定化
などのためにリン等の不純物が高濃度(表面不純物濃度
8×1020/cm3〜1×1021/cm3)に注入されてい
る。一方、ソース,ドレイン不純物層5a,5bの表面
不純物濃度は1〜2×1020/cm3程度である。このよ
うに、多結晶シリコンとシリコン基板の表面不純物濃度
が5〜10倍程度異なるため、前述したように、得られ
るシリサイドの膜厚がシリコン基板上より多結晶シリコ
ン上の方が薄くなり、その結果多結晶シリコン上のチタ
ンシリサイド膜の方が、高抵抗になるという問題があっ
た。
などのためにリン等の不純物が高濃度(表面不純物濃度
8×1020/cm3〜1×1021/cm3)に注入されてい
る。一方、ソース,ドレイン不純物層5a,5bの表面
不純物濃度は1〜2×1020/cm3程度である。このよ
うに、多結晶シリコンとシリコン基板の表面不純物濃度
が5〜10倍程度異なるため、前述したように、得られ
るシリサイドの膜厚がシリコン基板上より多結晶シリコ
ン上の方が薄くなり、その結果多結晶シリコン上のチタ
ンシリサイド膜の方が、高抵抗になるという問題があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、多結晶シリコン上とシリコン基板上のシリサ
イドの抵抗をほぼ同程度に低抵抗とすることのできる半
導体装置の製造方法を得ることを目的としている。
たもので、多結晶シリコン上とシリコン基板上のシリサ
イドの抵抗をほぼ同程度に低抵抗とすることのできる半
導体装置の製造方法を得ることを目的としている。
この発明に係る半導体装置の製造方法においては、シリ
コン基板上に不純物イオンが導入されたポリシリコンよ
りあるゲート電極を形成する工程と、上記ゲート電極の
不純物濃度とほぼ等しい濃度となるようなイオン注入量
で全面にイオン注入し、熱処理後ソース,ドレイン領域
を形成する工程と、全面にシリコン酸化膜を形成後エッ
チングによりゲート電極にサイドウォールを形成する工
程と、全面に高融点金属層を形成後熱処理により高融点
金属シリサイド膜を形成する工程と、エッチングにより
未反応高融点金属層を除去し、熱処理を行なう工程とを
設けるようにしたものである。
コン基板上に不純物イオンが導入されたポリシリコンよ
りあるゲート電極を形成する工程と、上記ゲート電極の
不純物濃度とほぼ等しい濃度となるようなイオン注入量
で全面にイオン注入し、熱処理後ソース,ドレイン領域
を形成する工程と、全面にシリコン酸化膜を形成後エッ
チングによりゲート電極にサイドウォールを形成する工
程と、全面に高融点金属層を形成後熱処理により高融点
金属シリサイド膜を形成する工程と、エッチングにより
未反応高融点金属層を除去し、熱処理を行なう工程とを
設けるようにしたものである。
この発明においては、多結晶シリコンとシリコン基板の
表面不純物濃度がほぼ等しいことにより、シリサイド反
応速度も均等となり、多結晶シリコン上とシリコン基板
上で得られるシリサイドは、ほぼ等しく低抵抗のものと
なる。
表面不純物濃度がほぼ等しいことにより、シリサイド反
応速度も均等となり、多結晶シリコン上とシリコン基板
上で得られるシリサイドは、ほぼ等しく低抵抗のものと
なる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図(a)において、1はシリコン基板、2はフィールド酸
化膜、3はゲート酸化膜、4は多結晶シリコンである。
但し、多結晶シリコン4の閾値電圧の安定化などのため
のリン等の表面不純物濃度を1×1020/cm3程度とす
る。次に、第2導電形の不純物をイオン注入し、さらに
イオン注入層のアニールのための熱処理を行なって、表
面不純物輝度が1×1020/cm3程度のソース,ドレイ
ン不純物層5a,5bを形成する(第1図(b))。この
とき、多結晶シリコン4にもイオンが注入されるので、
該多結晶シリコン4の表面不純物濃度は2×1020/cm
3となる。この後、第1図(c)に示すようにCVD法等に
よりシリコン酸化膜6を形成する。次に、リアクティブ
イオンエッチング法により全面エッチングすることによ
り、第1図(d)に示すようなシリコン酸化膜のサイドウ
ォールを形成する。そして第1図(e)に示すように、ス
パッタリング法、蒸着法、CVD法等によりチタン層7
を形成する。これを600℃程度の温度でアニールし、
第1図(f)に示すようにチタンとシリコンの接触する部
分のみ反応させ、チタンシリサイド膜8を形成する。こ
の時、多結晶シリコン4の表面不純物濃度が2×1020
/cm3、ソース,ドレイン不純物層5a,5bの表面不
純物濃度が1×1020/cm3と、ほぼ等しい表面不純物
濃度を有しているため、形成されたチタンシリサイド膜
8の膜厚はほぼ等しくなる。次に、H2O:H2O2:N
H4OH=5:1:1の溶液をエッチング液として選択
的に未反応チタン7のみを除去し、第1図(g)のように
する。この後、800℃でアニールしてチタンシリサイ
ド膜8のシート抵抗を下げる。
図(a)において、1はシリコン基板、2はフィールド酸
化膜、3はゲート酸化膜、4は多結晶シリコンである。
但し、多結晶シリコン4の閾値電圧の安定化などのため
のリン等の表面不純物濃度を1×1020/cm3程度とす
る。次に、第2導電形の不純物をイオン注入し、さらに
イオン注入層のアニールのための熱処理を行なって、表
面不純物輝度が1×1020/cm3程度のソース,ドレイ
ン不純物層5a,5bを形成する(第1図(b))。この
とき、多結晶シリコン4にもイオンが注入されるので、
該多結晶シリコン4の表面不純物濃度は2×1020/cm
3となる。この後、第1図(c)に示すようにCVD法等に
よりシリコン酸化膜6を形成する。次に、リアクティブ
イオンエッチング法により全面エッチングすることによ
り、第1図(d)に示すようなシリコン酸化膜のサイドウ
ォールを形成する。そして第1図(e)に示すように、ス
パッタリング法、蒸着法、CVD法等によりチタン層7
を形成する。これを600℃程度の温度でアニールし、
第1図(f)に示すようにチタンとシリコンの接触する部
分のみ反応させ、チタンシリサイド膜8を形成する。こ
の時、多結晶シリコン4の表面不純物濃度が2×1020
/cm3、ソース,ドレイン不純物層5a,5bの表面不
純物濃度が1×1020/cm3と、ほぼ等しい表面不純物
濃度を有しているため、形成されたチタンシリサイド膜
8の膜厚はほぼ等しくなる。次に、H2O:H2O2:N
H4OH=5:1:1の溶液をエッチング液として選択
的に未反応チタン7のみを除去し、第1図(g)のように
する。この後、800℃でアニールしてチタンシリサイ
ド膜8のシート抵抗を下げる。
このような本実施例では、多結晶シリコンとシリコン基
板の表面不純物濃度をほぼ等しくしたので、得られるチ
タンシリサイド膜8の膜厚は、多結晶シリコン上とシリ
コン基板上とでほぼ等しいものとなり、同程度に低抵抗
のものとなる。
板の表面不純物濃度をほぼ等しくしたので、得られるチ
タンシリサイド膜8の膜厚は、多結晶シリコン上とシリ
コン基板上とでほぼ等しいものとなり、同程度に低抵抗
のものとなる。
なお、上記実施例では表面不純物濃度を1×2×1020
/cm3としたが、多結晶シリコンとシリコン基板の表面
不純物濃度差が3倍以内であるか、もしくはどちらも1
×1020/cm3以下であればよく、上記実施例と同様の
効果が得られる。
/cm3としたが、多結晶シリコンとシリコン基板の表面
不純物濃度差が3倍以内であるか、もしくはどちらも1
×1020/cm3以下であればよく、上記実施例と同様の
効果が得られる。
また、上記実施例では高融点金属としてチタンを用いた
場合について述べたが、タンタル、タングステン、モリ
ブテンのいずれであってもよい。
場合について述べたが、タンタル、タングステン、モリ
ブテンのいずれであってもよい。
以上のように、この発明に係る半導体装置の製造方法に
よれば、シリコン基板上に不純物イオンが導入されたポ
リシリコンよりなるゲート電極を形成する工程と、上記
ゲート電極の不純物濃度とほぼ等しい濃度となるような
イオン注入量で全面にイオン注入し、熱処理後ソース,
ドレイン領域を形成する工程と、全面にシリコン酸化膜
を形成後エッチングによりゲート電極にサイドウォール
を形成する工程と、全面に高融点金属層を形成後熱処理
により高融点金属シリサイド膜を形成する工程と、エッ
チングにより未反応高融点金属層を除去し、熱処理を行
なう工程とを設けるようにしたので、形成されるシリサ
イド膜のシート抵抗をほぼ同程度に低抵抗とすることが
できる効果がある。
よれば、シリコン基板上に不純物イオンが導入されたポ
リシリコンよりなるゲート電極を形成する工程と、上記
ゲート電極の不純物濃度とほぼ等しい濃度となるような
イオン注入量で全面にイオン注入し、熱処理後ソース,
ドレイン領域を形成する工程と、全面にシリコン酸化膜
を形成後エッチングによりゲート電極にサイドウォール
を形成する工程と、全面に高融点金属層を形成後熱処理
により高融点金属シリサイド膜を形成する工程と、エッ
チングにより未反応高融点金属層を除去し、熱処理を行
なう工程とを設けるようにしたので、形成されるシリサ
イド膜のシート抵抗をほぼ同程度に低抵抗とすることが
できる効果がある。
第1図(a)ないし(g)はこの発明の一実施例によるMOS
型トランジスタにおける高融点金属シリサイド電極・配
線膜の製造方法を説明するための図、第2図(a)ないし
(g)は従来の製造方法を説明するための図、第3図は下
地シリコンの表面不純物濃度差によりシリサイド反応速
度が異なることを説明するための後方散乱スペクトル図
である。 1……シリコン基板、4……多結晶シリコン、5a,5
b……第2電導型の不純物層、7……チタン膜、8……
チタンシリサイド膜。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
型トランジスタにおける高融点金属シリサイド電極・配
線膜の製造方法を説明するための図、第2図(a)ないし
(g)は従来の製造方法を説明するための図、第3図は下
地シリコンの表面不純物濃度差によりシリサイド反応速
度が異なることを説明するための後方散乱スペクトル図
である。 1……シリコン基板、4……多結晶シリコン、5a,5
b……第2電導型の不純物層、7……チタン膜、8……
チタンシリサイド膜。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】シリコン基板上に不純物イオンが導入され
たポリシリコンよりなるゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極の不純物濃度とほぼ等しい濃度となるよ
うなイオン注入量で全面にイオン注入し、熱処理後ソー
ス,ドレイン領域を形成する工程と、 全面にシリコン酸化膜を形成後エッチングによりゲート
電極にサイドウォールを形成する工程と、 全面に高融点金属層を形成後熱処理により高融点金属シ
リサイド膜を形成する工程と、 エッチングにより未反応高融点金属層を除去し、熱処理
を行なう工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項2】上記多結晶シリコン電極・配線とシリコン
基板の表面不純物濃度を1×1020/cm3以下とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項3】上記多結晶シリコン電極・配線とシリコン
基板の表面不純物濃度を1×1020×cm3以上とし、か
つ一方の表面不純物濃度を他方の3倍以内とすることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項4】上記不純物として、砒素,リン,アンチモ
ンまたはこれらの混合物を用いることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項5】上記高融点金属として、チタン,タンタ
ル,タングステン,又はモリブデンを用いることを特徴
とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60056409A JPH0611074B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60056409A JPH0611074B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61214542A JPS61214542A (ja) | 1986-09-24 |
JPH0611074B2 true JPH0611074B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=13026359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60056409A Expired - Lifetime JPH0611074B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0611074B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5208472A (en) * | 1988-05-13 | 1993-05-04 | Industrial Technology Research Institute | Double spacer salicide MOS device and method |
JP2833468B2 (ja) * | 1994-02-17 | 1998-12-09 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US5877880A (en) * | 1996-10-16 | 1999-03-02 | Behavior Tech Computer Corporation | Infrared-transmission apparatus having a transmission angle or direction adjustment device |
GB2320134A (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-10 | United Microelectronics Corp | Salicide electrodes for semiconductor devices |
JP2006216909A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Denso Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4486266A (en) | 1983-08-12 | 1984-12-04 | Tektronix, Inc. | Integrated circuit method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59197162A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-08 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPS6068612A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP60056409A patent/JPH0611074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4486266A (en) | 1983-08-12 | 1984-12-04 | Tektronix, Inc. | Integrated circuit method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS61214542A (ja) | 1986-09-24 |
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