JPH0338823A - 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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JPH0338823A
JPH0338823A JP1175105A JP17510589A JPH0338823A JP H0338823 A JPH0338823 A JP H0338823A JP 1175105 A JP1175105 A JP 1175105A JP 17510589 A JP17510589 A JP 17510589A JP H0338823 A JPH0338823 A JP H0338823A
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Hirobumi Sumi
博文 角
Toshiyuki Nishihara
利幸 西原
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/011Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor
    • H10D64/0111Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor to Group IV semiconductors
    • H10D64/0112Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor to Group IV semiconductors using conductive layers comprising silicides

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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、ノリサ
イド技術を用いた半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
[発明の概要」 本発明は、シリコン基体上に膜厚が50Å以下のシリコ
ン化合物膜を形成し、次に、前記シリコン化合物膜」二
に金属膜を形成した後、低温熱処理工程の後高温熱処理
工程を行なう2段階アニールを施して、シリコン基体に
シリサイド層を形成することによって、シリコン」二に
金属シリサイド膜を選択性良く形成することができるよ
うにしたものである。
[従来の技術] サリサイド(Self−aligned 5ilici
de、5ALIcIDE)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ソート抵抗を低減する技術であ
る。
第4図A〜第4図Cは、従来のサリサイド技術を用いた
MO3LSrの製造方法を示す。この従来の製造方法に
よれば、第4図Aに示すように、まず例えばp−型のシ
リコン(St)基板+01の表面に二酸化シリコン(S
iOz)膜のようなフィールド絶縁膜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例えば熱酸化により
5iOz膜のようなゲート絶縁膜+03を形成する。次
に、例えばCVD法により全面に多結晶シリコン膜を形
成し、この多結晶シリコン膜に例えばリン(P)のよう
な不純物をドープして低抵抗化した後、この多結晶ンリ
コン膜及びゲート絶縁膜103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、ゲート絶縁
膜+03上にゲート電極104が形成される。この後、
このゲート電極104をマスクとしてシリコン基板10
1中に例えばリンのようなn型不純物を低濃度(こイオ
ン注入する。次に、例えばCVD法1こより全面Sin
、膜を形成した後、反応性イオンエツチング(RT E
)法によりこのS + Oを膜を基板表面と垂直方向に
異方性エツチングして、ゲート電極104の側壁にSi
n、から成るサイドウオールスペーサ+05を形成する
。次に、このサイドウオールスペーサ+05をマスクと
してシリコン基板+01中に例えばヒ素(As)のよう
なn型不純物を高濃度にイオン注入する。この後、注入
不純物の電気的活性化のための熱処理を行う。
これによって、例えばn”型のソース領域106及び)
パレイン領域107がゲート電極104に対して自己整
合的に形成される。これらのゲート電極+04、ソース
領域+06及びドレイン領域107によりnヂャネルM
O8FETが構成される。
この場合、これらのソース領域106及びドレイン領域
107はサイドウオールスペーサ+05の下方の部分に
n−型の低不純物濃度部106a。
107aを有しており、従ってこのnチャネル間O8F
ETはこの低不純物濃度部107aによりドレイン領域
107の近傍の電界を緩和した、いわゆろL D D 
(l、ightly Doprqd Drain)構造
を有する。この後、例えば、スパッタ法により全面にチ
タノ(Ti)膜+08を形成する。
次に、例えばアルゴン(Ar)雰囲気中において600
℃程度の温度で熱処理を行うことにより、TitlぐB
+08とこのTI膜108が直接接触しているゲート電
極104、ソース領域106及びドレイン領域107と
を反応させる。これによって、これらのゲート電極+0
4、ソース領域+06及びトレイン領域+07の表面が
ソリサイド化され、第4図8に示すよう?こ、これらの
ゲート電極+04、ソース領域106及びドレイン領域
107の表面にそれぞれヂタンンリザイド(TiSi)
膜109a、] 09b、I 09cが形成される。
この後、未反応のゴミ膜+08をウェソトエソチングを
行なってエツチング除去して第4図Cに示ず状態とする
このようにして製造されるMO8LSTにおいては、T
iS+膜109a、l09b  l09cによりゲート
電極イ、ソース領域6及びドレイン領域7のシート抵抗
が低減される。
なお、拡散層上にシリサイド層を形成する技術としては
、例えば特開昭63−8 /I O64号公報に開示さ
れたものかある。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来のザリサイド技術を用い
たMO8LS+の製造方法では、Si基板+01からサ
イドウオールスペーサ+05の」二にStのはい上がり
が生じることにより、例えばイ 第4図Cにおいて一点鎖線で示すようにこのサイドウオ
ールスペーサ105の上にTiSi膜109dか形成さ
れ、その後のエツチングによっても、はい上がり部であ
るTiSi膜109dは除去出来ず、この結果、このT
iSi膜109dにより例えばゲート電極104とドレ
イン領域107とのショートが発生してしまうことがあ
るという問題があった。
本発明は、シリコン基体上に低抵抗な金属シリサイド膜
を選択性良く形成することができる半導体装置の製造方
法を得んとするものである。
[課題を解決するための手段] そこで、本発明は、シリコン基体上に膜厚が50Å以下
のシリコン化合物膜を形成し、次に、前記シリコン化合
物膜上に金属膜を形成した後、低温熱処理工程の後高温
熱処理工程を行なう2段階アニールを施して、シリコン
基体にシリサイド層を形成することを、その解決手段と
している。
[作用] 低温熱処理工程においては、ノリコン化合物と金属が反
応する。その際、ノリコン化合物膜が50Å以下と薄い
膜であるため、この膜を通してシリコンが拡散して反応
が進む。なお、例えば、シリコン化合物膜として5iO
7を用い、その膜厚を100人に設定し、また、金属膜
としてチタン(Ti)を用いた場合、そのエツチング時
間とオージェ強度ξとの関係(ΔES  Dept:h
  Prfile)を測定すると、第2図に示すグラフ
の如くなり、ウェットエツチングによりチタンがエツチ
ングされてしまう。一方、第3図のグラフは、Sin膜
を50人とした場合であり、Ti5l、形成が起り、さ
らに、TiSi、中(界面)のO2の分布により、例え
ばアルミニウムのつき抜けに対するバリヤ性も向上する
また、高温熱処理工程により、Ti5iy中に存在する
残留酸素が放出されるため、〜4Ω/口の抵抗値が得ら
れる。
[実施例] 以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の詳細を図面
に示す実施例に基づいて説明する。
本実施例においては、第1図Aに示すように、シリコン
基板1の表面に810.でなるフィールド絶縁膜2を選
択的に形成して素子間分離を行った後、ノリコン基板l
の露出表面及びフィールド絶縁膜2の上に厚さ50人の
5iOz膜3を形成する。
次に、第1図Rに示すように、5iOy膜3の上にチタ
ン(Ti)膜4を、例えばスパッタ法により全面に膜厚
400人に形成する。
その後、低温熱処理工程として600℃の温度でランプ
アニール(ラビットサーマルアニール)を行なって、第
1図Cに示すように、チタンシリサイド膜5を形成する
。このチタンシリサイド膜5は、Ti5SisとTiS
iから成り、このチタンシリサイド膜5の」二のチタン
膜4は、TiOxに酸化されている。
そして、アンモニア過水等を用いたウェットエツチング
により、未反応チタン及びTidyの除去を行なう(第
1図D)。
次に、高温熱処理工程として900℃の温度のランプア
ニールを行ない、チタンシリサイド膜5を、Ti5iz
でなるTiSi、膜6に変化させる。
なお、高温熱処理工程で設定温度を800℃とすると、
形成されるTi5itの抵抗値は、〜3Ω/口と高くな
った。これは、TiSi、中に残留酸素が存在するため
であり、900℃に設定すれば、この残留酸素が放出さ
れるため、〜4Ω/口の低抵抗な値が得られる。
また、Sin、膜3の膜厚を100入とすると、低温熱
処理工程(600℃)のランプアニールでは、5iOt
膜3を通してSiの拡散が起らず、膜厚50Å以下でS
 iOを膜3を通してSiの拡散が十分に起るようにな
る。
以」二、実施例について説明したが、この他に各種の設
計が可能であり、例えば、上記実施例においては、低温
熱処理として600℃の温度を選択したが、600℃〜
700℃の範囲であればよく、又、高温熱処理は、80
0°C〜1000℃の範囲の温度設定が可能である。
また、本発明は、上記実施例の他、各種MO3r、 s
丁や、MO3LSI以外の例えばバイポーラLSIやバ
イポーラ0MO3LSIなどの半導体装置の製造に適用
することも可能である。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明に係る半導体装
置の製造方法によれば、はい上りの生じない、選択性の
よいシリサイド層を形成でき、このため、トランジスタ
リークの改善ができる効果がある。
また、低抵抗化されたシリサイド層が形成出来るため、
半導体装置の特性を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Eは本発明に係る半導体装置の製造方
法の実施例を示す断面図、第2図は5iO6膜を100
人に設定した場合の特定元素の分布を示すグラフ、第3
図は5iOz膜を50人に設定した場合の特定元素の分
布を示すグラフ、第4図A〜第4図Cは従来例の断面図
である。 1・・ンリコン基板、2・・フィールド絶縁膜、3・5
iO7膜、4・・チタン膜、5・・チタンシリサイド膜
、6・・・T i S i 、膜(シリサイド層)。 \ゴ 0) (不完 方セイタIJ ) 第1図D エツチング’s%間(分) 特定元素の分布と示7り゛フッ 第2図 (本 タビ カ包イ列 ) 第1図[ エソチンク”ff−聞(介) 特定元素の分布を示すり゛ラフ 第3図 (イ走  釆  イ列 ) 第4図B (イ疋 釆 イダリ ) 第4図C 手続補正書印発) 事件の表示 平成1年特許願第175105号 発明の名称 半導体装置の製造方法 補正をする者 事件との関係  出願人 (2+ 8)ソニー株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基体上に膜厚が’50Å以下のシリコン
    化合物膜を形成し、次に、前記シリコン化合物膜上に金
    属膜を形成した後、低温熱処理工程の後高温熱処理工程
    を行なう2段階アニールを施して、シリコン基体にシリ
    サイド層を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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