JPH0265128A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0265128A
JPH0265128A JP21609988A JP21609988A JPH0265128A JP H0265128 A JPH0265128 A JP H0265128A JP 21609988 A JP21609988 A JP 21609988A JP 21609988 A JP21609988 A JP 21609988A JP H0265128 A JPH0265128 A JP H0265128A
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JP
Japan
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film
gate electrode
forming
semiconductor substrate
insulating film
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JP21609988A
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English (en)
Inventor
Hirobumi Sumi
博文 角
Takashi Noguchi
隆 野口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体
上に金属シリサイド膜を選択的に形成する場合に用いて
有効な技術に関する。
〔発明の概要] 本発明は、半導体基板に逆テーパー状の凸部を形成する
工程と、上記凸部を含む上記半導体基板の全面に金属膜
を形成する工程と、上記半導体基板の表面に対してほぼ
垂直な方向から上記半導体基板にエネルギービームを照
射することにより上記金属膜をシリサイド化する工程と
を有する。これによって、凸部の側面に絶縁物から成る
側壁を形成することなく、この凸部及びその両側におけ
る半導体基板の上に金属シリサイド膜を互いに分離して
自己整合的に形成することができる。
〔従来の技術〕
S A L I CI D E (Self−alig
ned 5ilicide)技術は、拡散層やゲート電
極の上に金属シリサイド膜を自己整合的に形成してこれ
らの拡散層やゲート電極のシート抵抗の低減を図る技術
である。
従来、この5ALICIDEを用いたMO3LSIは、
例えば第3図A〜第3図已に示すような方法により製造
されていた。すなわち、第3図Aに示すように、まず例
えばp型シリコン(Si )基板のような半導体基板1
01の表面にフィールド絶縁膜102を選択的に形成し
て素子間分離を行った後、このフィールド絶縁膜102
で囲まれた活性領域の表面にゲート絶縁膜103を形成
する。
次に、全面に例えば不純物をドープした多結晶Si膜を
形成した後、これらの多結晶Si膜及びゲート絶縁膜1
03をエツチングにより所定形状にパターンニングする
。これによって、ゲート電極104が形成される。この
後、このゲート電極104をマスクとして半導体基板1
01中にn型不純物を低濃度にイオン注入することによ
り、例えばn型のソース領域105及びドレイン領域1
06をゲート電極104に対して自己整合的に形成する
次に、例えばCVD法により全面に例えば5iOz膜の
ような絶縁膜を形成した後、例えば反応性イオンエツチ
ング(RIE)法によりこの絶縁膜を基板表面と垂直方
向に異方性エツチングして、第3図Bに示すように、絶
縁物から成る側壁(サイドウオールスペーサ)107を
形成する。
次に第3図Cに示すように、全面に例えばチタン(Tl
)膜108を形成する。
次に、例えばs o o ’c程度の温度でアニールを
行うことにより、Ti膜108とこのTi膜108が直
接接しているゲート電極104、ソース領域105及び
ドレイン領域106とを反応させる。これによって、こ
れらのゲート電極104、ソース領域105及びドレイ
ン領域106の上のTi膜108がシリサイド化される
。この結果、第3図りに示すように、ゲート電極104
、ソース領域105及びドレイン領域106の上にそれ
ぞれチタンシリサイド(TiSiz )膜109a、1
09b、109Cが形成される。
この後、未反応のTi膜108をエツチング除去して第
3図Eに示す状態とする。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来のMO3LSIの製造方法においては、絶縁
物から成る側壁107をゲート電極104の両側面に形
成することにより、TiSi2膜によるゲート電極10
4とソース領域105及びドレイン領域106との短絡
を防止している。しかし、この側壁107を形成するた
めには、上述のように絶縁膜の形成及びこの絶縁膜のエ
ツチングの二つの工程が必要であり、LSIの製造工程
が複雑であった。
従って本発明の目的は、ゲート電極等の凸部の側面に絶
縁物から成る側壁を形成することなく、この凸部及びそ
の両側における半導体基板の上に金属シリサイド膜を互
いに分離して自己整合的に形成することができる半導体
装置の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため、本発明は、半導体基板(1)
に逆テーパー状の凸部(4)を形成する工程と、凸部(
4)を含む半導体基板(1)の全面に金属膜(7)を形
成する工程と、半導体基板(1)の表面に対してほぼ垂
直な方向から半導体基板(1)にエネルギービーム(B
)を照射することにより金属膜(7)をシリサイド化す
る工程とを有する。
上記凸部(4)は、半導体基板(1)上に形成されたゲ
ート電極や、半導体基板(1)を選択エツチングするこ
とにより形成されたものであってよい。
上記エネルギービームとしては、レーザービーム、電子
ビーム、イオンビーム等を用いることができる。
〔作用〕
上記した手段によれば、凸部(4)が逆テーパー状とな
っているので、エネルギービーム(B)の照射方向から
見てこの凸部(4)の上面の影となる部分の金属膜(7
)にはこのエネルギービーム(B)が照射されない。こ
のエネルギービーム(B)が照射されない部分の金属膜
(7)はシリサイド化されず、従ってこの部分には金属
シリサイド膜は形成されない。これによって、凸部(4
)の側面に絶縁物から成る側壁を形成することなく、こ
の凸部(4)及びその両側における半導体装置(1)の
上に金属シリサイド膜(8a、8b、8C)を互いに分
離して自己整合的に形成することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、5ALICIDEを用いたMO
3LSIの製造に本発明を適用した実施例である。
第1図A〜第1図Eは、本発明の一実施例によるMO3
LSIの製造方法を工程順に示す。
本実施例においては、第1図Aに示すように、まず例え
ばp型St基板のような半導体基板1の表面に例えばS
iO□膜のようなフィールド絶縁膜2を例えば熱酸化に
より選択的に形成して素子間分離を行った後、このフィ
ールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面に例えば熱酸
化により例えばStO□膜のようなゲート絶縁膜3を形
成する。次に、例えばCVD法により全面に例えば不純
物をドープした多結晶Si膜を形成した後、これらの多
結晶Si膜及びゲート絶縁膜3をエツチングにより所定
形状にパターンニングする。これによって、ゲート電極
4が形成される。この際、エツチングのマスクとして用
いるレジストの断面形状やエツチング条件を選択して、
ゲート電極4の断面形状が逆テーパー状となるようにす
る。この後、このゲート電極4をマスクとして半導体基
板1中に例えばヒ素(As)やリン(P)のようなn型
不純物を低濃度にイオン注入する。これによって、例え
ばn型のソース領域5及びドレイン領域6がゲート電極
4に対して自己整合的に形成される。これらのゲート電
極4、ソース領域5及びドレイン領域6により、nチャ
ネルMOS F ETが構成される。
次に第1図Bに示すように、例えば蒸着により全面にT
i1コバルト(co)、ニッケル(Ni )等の金属膜
7を形成する。この場合、ゲート電極4の両側面に金属
膜7が形成されるのを防止するため、この蒸着は基板表
面に対して垂直な方向から行うのが好ましい。上述のよ
うにゲート電極4は逆テーパー状となっているので、こ
のように基板表面に対して垂直な方向から蒸着を行った
場合には、このゲート電極4の側面は蒸着方向で見てこ
のゲート電極4の上面の影となり、従ってこのゲート電
極4の側面には金属膜7は形成されない。次に、この状
態において所定の照射エネルギー密度で例えばレーザー
ビームBを基板表面と垂直な方向から全面に照射する。
このレーザービームBとしては、例えばXeClエキシ
マ−レーザーによるパルスレーザ−ビーム(波長308
 nm)を用いることができる。このレーザービームB
の照射によって、金属膜7やゲート電極4、ソース領域
5及びドレイン領域6の表面層が局所的に高温に加熱さ
れる。
これによって、金属膜7とこの金属膜7が直接接してい
るゲート電極4、ソース領域5及びドレイン領域6とが
反応して、これらのゲート電極4、ソース領域5及びド
レイン領域6の上の金属膜7がシリサイド化される。こ
の場合、ゲート電極4が逆テーパー状となっているので
、レーザービームBの照射方向から見てこのゲート電極
4の上面の影となる部分、すなわちこのゲート電極4の
最下部の近傍の部分の金属膜7はシリサイド化されない
。この結果、第1図Cに示すように、ゲート電極4、ソ
ース領域5及びドレイン領域6の上にのみ例えばTtS
i2膜のような金属シリサイド膜8a、8b、8cが互
いに分離して自己整合的に形成される。これらの金属シ
リサイド膜8a、8b、8cにより、ゲート電極4、ソ
ース領域6及びドレイン領域7のシート抵抗の低減を図
ることができる。特に、金属シリサイドの中でも最も抵
抗の低いTi5izの膜を上述の金属シリサイド膜8a
8b、8cとして用いた場合には、シート抵抗の低減の
効果は大きい。これによって、上述のようにソース領域
6及びドレイン領域7を低不純物濃度としてもFETの
動作速度の低下が生じない。
次に、未反応の金属膜7をエツチング除去して第1図り
に示す状態とする。
次に第1図已に示すように、例えばCVD法により全面
に例えばリンシリケートガラス(PSG)膜やSiO□
膜のような眉間絶縁膜9を形成した後、この眉間絶縁膜
9の所定部分をエッチング除去してコンタクトホール9
a、9b、9Cを形成する。次に、例えばスパッタや蒸
着により例えばAt膜を全面に形成した後、このAt膜
をエツチングにより所定形状にパターンニングしてそれ
ぞれゲート、ソース及びドレイン用の配線10.11.
12を形成し、これによって目的とするMO3LSlを
完成させる。
以上のように、この実施例によれば、逆テーパー状のゲ
ート電極4を形成した後、全面に金属膜7を形成し、そ
の後レーザービームBを基板表面に対して垂直な方向か
ら照射することによりこの金属膜7のシリサイド化を行
っているので、ゲート電極4、ソース領域5及びドレイ
ン領域6の上に金属シリサイド膜8a、8b、8cを互
いに分離して自己整合的に形成することができる。これ
によって、金属シリサイド膜によるゲート電極4とソー
ス領域5及びドレイン領域6との短絡を防止することが
できる。しかもこの場合、従来のようにゲート電極4の
側面に絶縁物から成る側壁を形成する必要がないので、
この側壁の形成のために必要な絶縁膜の形成及びその後
のエツチングの二つの工程が不要となり、従ってMO3
LSIの製造工程を簡略化することができる。これによ
って、MO3LSIの製造コストの低減を図ることがで
きる。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づ(各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例においては、レーザービームBを
全面に照射しているが、ゲート電極4、ソース領域5及
びドレイン領域6の部分に選択的にレーザービームBを
照射してもよい。また、上述の実施例においては、ソー
ス領域5及びドレイン領域6を低不純物濃度としている
が、必ずしもこのように低不純物濃度とする必要はなく
、必要に応じて不純物濃度をより高くしてもよい。さら
に、上述の実施例においては、ソース領域5及びドレイ
ン領域6を形成するためのイオン注入を基板表面に対し
て垂直な方向から行っているため、これらのソース領域
5及びドレイン領域6はゲート電極4に対してわずかに
オフセットしているが、これは上述のイオン注入を基板
表面に対して斜めの方向から行うことにより防止するこ
とが可能である。
また、上述の実施例においては、本発明をMO3LST
に適用した場合について説明したが、本発明は、例えば
バイポーラLSIやバイポーラCMO3LSIのような
MO3LSI以外の半導体集積回路装置、さらにはその
他の半導体装置の製造に適用することが可能である。
第2図は、パーミアブルベーストランジスタ(PBT)
の製造に本発明を適用した例を示す。
第2図に示すように、このパーミアブルベーストランジ
スタにおいては、例えばn型Si基板のような半導体基
板21に逆テーパー状の凸部21aが形成されている。
符号22は例えばn゛型の半導体領域から成るカソード
領域を示す。凸部21a及びその両側における半導体基
板21の部分(グリッド領域)の上にはそれぞれ例えば
NtSiz膜のような金属シリサイド膜23a、23b
が形成されている。ここで、この金属シリサイド膜23
aはカソード領域22とオーミックコンタクトしている
。また、金属シリサイド膜23bはグリッドを形成し、
半導体基板21とショットキー接合を形成している。符
号24は眉間絶縁膜を示し、この眉間絶縁膜24に形成
されたコンタクトホール24a、24bを通じてそれぞ
れ例えばAIから成るカソード電極25及びグリッド電
極26が形成されている。一方、半導体基板21の裏面
には、例えばn′″型の半導体領域から成るアノード領
域27、例えばTiSi、 [9のような金属シリサイ
ド膜28及び例えばAIから成るアノード電極29が形
成されている。
この例においては、凸部21aが逆テーパー状となって
いることにより、この凸部21a及びその両側における
半導体基板21の上に金属シリサイド膜23a、23b
を互いに分離して自己整合的に形成することができ、こ
れによって金属シリサイド膜によるグリッド・カソード
間の短絡を防止することができる。
イン領域、 7:金属膜、 8a、8b、8C:金属シ
リサイド膜、  B;レーザービーム。
〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、エネルギービーム
の照射方向から見て凸部の上面の影となる部分の金属膜
はシリサイド化されないので、凸部の側面に絶縁物から
成る側壁を形成することな(、この凸部及びその両側に
おける半導体基板の上に金属シリサイド膜を互いに分離
して自己整合的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Eは本発明の一実施例によるMO3L
SIの製造方法を工程順に示す断面図、第2図は本発明
の変形例を示す断面図、第3図A〜第3図Eは従来のM
O3LSIの製造方法を示す断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板に逆テーパー状の凸部を形成する工程と、 上記凸部を含む上記半導体基板の全面に金属膜を形成す
    る工程と、 上記半導体基板の表面に対してほぼ垂直な方向から上記
    半導体基板にエネルギービームを照射することにより上
    記金属膜をシリサイド化する工程とを有することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP21609988A 1988-08-30 1988-08-30 半導体装置の製造方法 Pending JPH0265128A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5766988A (en) * 1994-05-12 1998-06-16 Lg Semicon Co., Ltd. Fabricating method for a thin film transistor with a negatively sloped gate
US9659775B2 (en) 2015-02-25 2017-05-23 Fuji Electric Co., Ltd. Method for doping impurities, method for manufacturing semiconductor device

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US5766988A (en) * 1994-05-12 1998-06-16 Lg Semicon Co., Ltd. Fabricating method for a thin film transistor with a negatively sloped gate
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